当前位置: X-MOL 学术J. Mater. Chem. C › 论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
具有高各向异性热电性能的氧化铜纳米粒子装饰的 PEDOT:PSS 和氮-石墨烯的铁磁复合材料
Journal of Materials Chemistry C ( IF 5.7 ) Pub Date : 2023-01-10 , DOI: 10.1039/d2tc04287h
Ahmed Gamal El-Shamy 1
Affiliation  

尽管 PEDOT:PSS/石墨烯 (PP/GR) 热电 (TE) 系统具有高电导率 ( σ ),但它面临着高导热率 ( k ) 和相对较低的塞贝克系数 ( S ) 的巨大问题,这限制了它的应用TE 应用。因此,本工作引入了一种由 PEDOT:PSS 和氧化铜 (CuO) 纳米颗粒修饰的氮掺杂石墨烯 (PP/ CuO NG) 组成的新型复合材料,具有良好的各向异性 TE 性能,以解决这些限制。用氮掺杂石墨烯通过产生界面能垒和降低k在提高塞贝克系数 ( S )方面起着双重作用通过散射声子的价值。此外,CuO 在 NG 表面的修饰降低了 NG 层的堆叠性质,从而降低了k值。此外,CuO 纳米粒子的铁磁性能提供了高自旋塞贝克系数,提高了复合系统的S值。对于 CuO < 20 wt%,获得了各向异性 TE 函数的增加趋势,而对于 CuO > 20 wt%,在室温下观察到各向异性 TE 函数的大幅下降。有趣的是,各向异性的 TE 函数通过添加 CuO 得到显着改善,具有 20 wt% CuO 的复合材料的各向异性功率因数 PF (PF ∼ 180.62 ± 3 μW m −1 K −2和 PF ∼ 106.52 ± 4 μW m −1 K −2 ) 比 PP/GR 提高了 ∼550% (PF ∼ 32.35 ± 2 μW m −1 K −2 , PF 1 8 .2 3 ± 3 μW m − 1 K -2)。此外,对于 20 wt% CuO,复合材料在室温下显示k ∼ 0.31 ± 0.045 W m −1 K −1k ∼ 0.27 ± 0.060 W m −1 K −1,比 PP/ 小 >2.8 倍GR ( k ∼ 0.87 ± 0.04 W·m −1 K −1k ∼ 0.606 ± 0.07 W m −1 K −1 )。因此,优化后的薄膜在室温下显示出较大的各向异性品质因数zTzT ∼ 0.175 ± 0.004 和zT ∼ 0.118 ± 0.003),这是 PP/GR 的 13 倍以上(zT ∼ 0.011 ± 0.003和zT ∼ 0.009 ± 0.005)。本研究提出了简单、安全、经济和有效的 TE 复合材料,具有良好的 TE 性能,可潜在应用于 TE 发电机、温度传感器和自旋电子学。



"点击查看英文标题和摘要"

更新日期:2023-01-10
down
wechat
bug