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Multilayered Carbon Nanotube/Polymer Composite Based Thermoelectric Fabrics

热1 唐唐添加于 2012-3-3 01:49 | 9824 次阅读 | 1 个评论

作者
Hewitt CA, Kaiser AB, Roth S, Craps M, Czerw R, Carroll DL
摘要
Thermoelectrics are materials capable of the solid-state conversion between thermal and electrical energy. Carbon nanotube/polymer composite thin films are known to exhibit thermoelectric effects, however, have a low figure of merit (ZT) of 0.02. In this work, we demonstrate individual composite films of multiwalled carbon nanotubes (MWNT)/polyvinylidene fluoride (PVDF) that are layered into multiple element modules that resemble a felt fabric. The thermoelectric voltage generated by these fabrics is the sum of contributions from each layer, resulting in increased power output. Since these fabrics have the potential to be cheaper, lighter, and more easily processed than the commonly used thermoelectric bismuth telluride, the overall performance of the fabric shows promise as a realistic alternative in a number of applications such as portable lightweight electronics.
详细资料
- 文献种类: Journal Article
- 期刊名称: Nano Letters
- 期刊缩写: Nano Lett.
- 期卷页: 2012年 120216155234001页
- ISBN: 1530-6984
学科领域工程技术 » 材料科学
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新装置可将人体热量转成电流

当手机电池没电时，你是不是很为通话的中断或还未打出的电话而发愁呢？据美国物理学家组织网2月22日报道，美国维克森林大学的研究人员开发出一个被称为“动力毡”的热电装置，只需触摸它即可将人体的热量转换成电流，让手机电池很快又有足够的电力接打下一个电话。相关研究结果发表在最新的《纳米快报》期刊上。

该大学纳米技术和分子材料中心的研究人员介绍说，这种装置是将微小的碳纳米管锁定于柔性塑料光纤之中，感觉像是面料。该技术利用的是温度差异产生电力来充电，例如房间温度与人体温度的不同。

“动力毡”可置于汽车座椅上，以确保电池的电力需求；也可衬于绝缘管道或屋顶瓦片下收集热量以降低煤气费或电费；或者衬在服装里作为微电子充电装置；抑或包扎在静脉受伤位置，以更好地满足跟踪病人的医疗需求。

研究员科休·伊特说，我们以热的形式浪费了大量能源，但可以重新捕获这些能源，例如“夺回”汽车浪费的能源来提高燃油里程，给收音机、空调或导航系统增加动力。一般来讲，热电是一个欠发达的捕获能源技术，但仍有很多的发展空间。

中心主任戴维·卡罗尔说：“试想一下，‘动力毡’作为应急配套配件包缠在手电筒上，或给手机充电收听天气预报。这种装置可用于应对停电或意外事故等紧急情况。”

研究人员说，热电的成本使其无法更广泛地应用于大众消费产品。标准的热电装置使用更多的是一种被称为碲化铋的化合物，相关产品如移动冰箱和CPU散热器高效地把热能转化成电能，但它每千克要花费1000美元。如果有一天将“动力毡”添加到手机盖上，成本可能仅需1美元。

目前，该织物堆积的72个管层可产生约140纳瓦功率。该小组正在评估几种更多添加碳纳米管层的方法，使其甚至在更薄的状况下提高输出功率。

休伊特说：“虽然在‘动力毡’准备投入市场之前还有更多工作要做，已经想象到它可以作为温暖外套的热电内衬垫，当外界很冷时它可为人们驱寒保暖。如果‘动力毡’效率足够高的话，还可为iPod提供电力，它的持久力绝不会令人失望。这绝对是指日可待的。”（来源：科技日报华凌）

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