各向异性材料的热电交通研究进展的理解欧洲杯足球竞彩

研究人员发现,通过合成层状各向异性材料,热电能量转换效率的增加可以实现两个方向的测量。欧洲杯足球竞彩研究了作为一个公认的手稿杂志上JPhys能源。

各向异性铸铁的显微照片。研究:各向异性材料的热电效率与应用程序分层系统欧洲杯足球竞彩。图片来源:高简单/ Shutterstock.com

热电材料可以为各种应用程序转换欧洲杯足球竞彩能量。塞贝克效应的基础上,他们可以将温度变化转换为电力,和珀尔帖效应的基础上,他们可以将电力转换为冷却。

虽然实力不在于大量生成,如从蒸汽发动机或电动发电机,有许多应用前景的小能量通过热电材料生成。欧洲杯足球竞彩

这些应用包括低噪声发电,用在航空航天,甚至在人体可穿戴/植入式电子装置。然而,由于低能量转换,为这一领域的研究主要局限于寻找高效的热电材料。欧洲杯足球竞彩

作为最终的应用程序依赖于热电材料的物质属性,了解微观电影响材料结构和宏观的热力学因素是必要的。

这个巨大的挑战带来不同国家和企业提高市场的机会在这个领域。

提高设备的效率是一个重要的参数,需要改进。在研究杂志》上能量,这是表示为zT型和依赖因素如塞贝克系数(S),电导率(S)、温度(T)和导热系数(k)。

各向异性热电材料欧洲杯足球竞彩

各向异性材料的性质随方向欧洲杯足球竞彩的评估材料。

各向异性材料,如硒化锡(欧洲杯足球竞彩SnSe)和硫化锡(SnS)与高属性不同材料在不同的方向;这种材料非欧洲杯足球竞彩常适合热电能量转换。

二维各向异性材料获得利益由于各向异性电荷传输性质,除了利欧洲杯足球竞彩益由于较低的维度。

在最近出版的史等人从南佛罗里达大学,热电能源运输各向异性的二维材料,SnSe和SnS,从宏观热力学的角度进行了研究。欧洲杯足球竞彩

TE (a) SnSe效率和(b)SnS的函数传入的电流密度。电气(黑色箭头)和热(红色箭头)当前发行版(c)SnSe和(d)SnS两个旋转角度。温度分布的背景颜色方案表示T (K)彩条。示意图表示材料的晶体结构和晶格向量和轴之间的两个面板。欧洲杯足球竞彩图片来源:史等,能源

在各向异性材料热电的转换欧洲杯足球竞彩

在这工作,电流分布和转换效率样本,通过有限元方法计算。

当前测量样品时旋转,因此人们认为电荷传输不会发生在一个易磁化方向。此外,基于这些发现,材料具有独特的各向异性是由研究者设计的。

热电材料发展显示相同的热电转换效率在两个方向,他们的其他属性是明显不同的。这种特性是没有见过的自然材料。欧洲杯足球竞彩

自然各向异性热电材料的热电转换效率更高的材料只在一个特定的方向。欧洲杯足球竞彩

在这部作品中,特殊的热电性质是通过形成双层复合材料SnSe和社交。

这种双层复合的优点是,个体层复合有自己的运输不同的属性。此外,不同方向的双分子层的各向异性可以提供许多可能性热电运输。

检查各向异性层状材料

在天然材料,热电转换效欧洲杯足球竞彩率是最大的方向最大品质因数在哪里。

然而,在复合双层结构的情况下在这份出版物报道价值的图是最大的两个不同的方向。

热电转换效率报告工作是最大的两个方向以及品质因数。这是有利的对各种实际应用。

这项工作表明获得最大效率的可能性超过一个当前值通过旋转双层复合结构。

(一)TE转换效率的各向异性TE材料属性为σ_xx= 2×10⁵S / m,σ_yy= 1×10⁵S / m,κ_xx= 0.4 W / (m⋅K),κ_yy= 0.05 W / (m⋅K)_xx= 60μV / K, S_yy= 30μV/K的函数的输入电流密度不同的旋转角度。(b) TE复合的转换效率σN = 10影响属性_一个= 341421 S / m、S_一个= 4.708μV / K,κ_一个= 0.77 W / (m⋅K)和σ_B= 58578.6 S / m、S_B= 382.2μV/ K,κ_B= 0.0258 W / (m⋅K)。(c)电流分布与温度的原始材料(上面一行)和双层composities incliniation旋转不同的角度和层,分别。红色箭头对应热电流,电流的黑色的箭头。图片来源:史等,能源

未来前景的工作

这项研究显示了不同合成层状各向异性材料的可能性,热电转换功能。欧洲杯足球竞彩

新材料的属性可以通过寻找合适的材料和评估研究热电性能的复合结构。欧洲杯足球竞彩

这项工作拓宽各向异性材料的热电输运性质的概念。欧洲杯足球竞彩此外,它显示了设计策略的可能性达到不同的热电转换效率的不同工作条件。

引用和未来的阅读

施等人。(2021)各向异性材料的热电效率与应用程序分层系统欧洲杯足球竞彩物理学杂志》:能量https://iop欧洲杯线上买球science.iop.org/article/10.1088/2515-7655/ac3566

道出版社。(2021)各向异性热电材料:五角天车欧洲杯足球竞彩₂(M = S, Se, Te)ACS应用材料& 13 欧洲杯足球竞彩8700接口https://doi.org/10.1021/acsami.0c19460。

尼尔森(2021)热电材料:当前状态和未来的挑战欧洲杯足球竞彩前沿电子材料1中1欧洲杯足球竞彩https://doi.org/10.3389/femat.2021.677845。

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