近期,中国科学院金属研究所研究员邰凯平课题组、研究员刘畅课题组与合作者研制出一种高性能碲化铋/单壁碳纳米管(Bi2Te3/SWCNT)柔性热电材料。相关研究成果11月19日在线发表《自然—材料》上。
热电材料是一种不需任何外力即可将热能与电能相互转换的绿色能源材料,可利用生活、生产中的废热发电,被广泛应用于温差电池供电、微系统芯片控温制冷等领域。传统的热电材料如碲化铋(Bi2Te3)由于在实际应用中无法紧密贴合具有复杂曲率变化的热源表面(如热源管道、人体体表等),导致热量散失和较低的热电转化效率;同时也难以适应热电器件日趋微型化和高度集成化发展的需要。因此,高性能柔性热电材料的研发已成为本领域研究的重点和难点。
科研团队研制的复合材料具有良好的弯曲柔性与自支撑结构,可使用离子束、飞秒激光等微纳加工方法将其裁剪成任意几何形状和转移至各种类型的基底上,有利于灵活方便地制备各种结构的热电器件,甚至可以通过静电力等非接触式方法操控该复合热电材料。
邰凯平和刘畅均表示,这款复合材料的热电转化效率与商用块体脆性热电材料性能相当,同时具有非常优异的弯曲柔性力学性能,能满足贴合任意曲率热源的需求,如人体皮肤等应用于可穿戴电子产品供电。同时,这项研究也表明该复合材料的制备原理和技术可同样适用于其他具有弱范德华力连接的层状结构半导体材料体系,在柔性半导体材料和器件领域具有广泛的应用前景。
碳纳米管最早发现于20世纪90年代初,因卓越的性能而独树一帜。碳纳米管在导电和导热方面的表现令人惊讶,在研发更快、更小、更高效的电子产品的过程中,一直被认为是硅的潜在替代品。但是,生产具有特定性能的碳......
近日,哈尔滨工业大学材料学院隋解和教授团队在低品质余热回收热电发电领域取得突破性进展。相关成果以《基于低杨氏模量和颗粒滑动的阻挡层提高碲化铋热电发电性能》为题发表在《自然通讯》上。该成果为碲化铋器件发......
热电材料是能够实现热能和电能直接相互转化的新型能源材料,在低品位废热发电、固态制冷、深空探测、局域空间精准温控等领域有重要应用。较低的转换效率是制约热电材料应用的瓶颈,Bi2Te3基化合物是目前唯一规......
热电材料是能够实现热能和电能直接相互转化的新型能源材料,在低品位废热发电、固态制冷、深空探测、局域空间精准温控等领域有重要应用。较低的转换效率是制约热电材料应用的瓶颈,Bi2Te3基化合物是目前唯一规......
热电能源转换技术可实现电能和热能的直接相互转化,具有安静、可靠、易维护和体积小等优点,在工业余废热的回收应用、全固态制冷等方面具有重要应用前景。将热电转换技术应用于实际的主要障碍是低转换效率,能量转换......
目前人类空间运输主要依靠火箭。虽然相关技术已足够成熟,但其回收和燃料成本仍然太高。如果使用太空电梯,运输费用会降至每公斤几百美元。另外,如果太空电梯计划能够实现,人类太空旅行的成本也将降低,其中蕴含的......
建立碳纳米管电学输运性能与其手性结构的依存关系,对于设计和构建高性能碳基器件具有重要意义。十多年前,科研人员尝试基于单根碳纳米管构建晶体管,探测其电学输运性能与结构的关系。由于单根碳纳米管电学信号弱,......
随着科学技术的迅猛发展,电磁辐射污染问题越来越受到重视和关注。电磁屏蔽技术在电磁辐射污染控制方面发挥重要作用,开发具有优异电磁屏蔽性能的电磁屏蔽材料是实现有效电磁屏蔽的关键。目前,传统电磁屏蔽材料在低......
新一代航天器对宇航芯片的性能和抗辐射能力提出了更高要求。碳纳米管器件的栅控效率高、驱动能力强,是后摩尔时代最具发展潜力的半导体技术之一,并具有较强的空间应用前景。中国科学院微电子研究所抗辐照器件技术重......
随着社会经济的发展,人们对清洁能源的需求不断增加,新型能源材料应运而生,成为科学家们重点研发的对象。“此次我们研究的有机热电材料正是一种新型清洁能源材料,具有质量较轻、柔性、可溶液化加工等优势。因此它......