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IT House berichtete am 26. Juli, dass das Institut für Chemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften am 24. Juli eine Pressemitteilung herausgegeben habe, in der bekannt gegeben werde, dass chinesische Wissenschaftler wichtige Fortschritte bei der Erforschung hochleistungsfähiger organischer thermoelektrischer Materialien erzielt hätten. Die entsprechenden Forschungsergebnisse seien veröffentlicht worden online im Magazin „Nature“.

Hintergrund des Projekts

In den 1970er Jahren warf die wissenschaftliche Entdeckung von dotiertem Polyacetylen das traditionelle Verständnis, dass „Kunststoffe keinen Strom leiten können“, zunichte, löste einen Forschungsboom im Bereich optoelektronischer molekularer Materialien aus, brachte die Elektronikindustrie für organische Leuchtdioden und die organische Photovoltaik hervor und organische Feldeffekttransistoren und andere bahnbrechende Forschungsrichtungen und führte auch zum Beginn des Gebiets der organischen Thermoelektrizität.

Unter anderem kann die Forschung zur Thermoelektrizität in Polymersystemen nicht nur das Verständnis der Menschen über den thermoelektrischen Umwandlungsmechanismus weicher Materialsysteme vertiefen oder sogar verändern, sondern soll auch den dringenden Bedarf an anschließbarer Energie im Internet der Dinge und an tragbarer Elektronik decken ist von großer wissenschaftlicher Bedeutung.

Im Vergleich zu bestehenden thermoelektrischen MaterialsystemenBei thermoelektrischen Polymermaterialien besteht seit langem das Problem einer niedrigen thermoelektrischen Gütezahl (ZT)., nicht in der Lage, die Kernindexanforderungen der thermoelektrischen Stromerzeugung und Festkörperkühlungsanwendungen zu erfüllen, was die schnelle Entwicklung des Bereichs direkt einschränkt.

Projektbeschreibung

Das Zhu Daoben/Di Chongan-Forschungsteam vom Institut für Chemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften arbeitete mit der Forschungsgruppe von Zhang Deqing, der Forschungsgruppe von Zhao Lidong von der Beihang-Universität und sechs weiteren Forschungsteams im In- und Ausland zusammen, um ein Polymer-Multisystem vorzuschlagen und zu konstruieren Thermoelektrisches Material mit Heteroübergang (PMHJ).

Diese Art von Molekülanordnung weist eine periodisch geordnete Nanostruktur auf, bei der die Dicke beider Polymere weniger als 10 Nanometer beträgt, die angrenzende Grenzfläche etwa zwei Molekülschichten umfasst und heterogene Masseneigenschaften aufweist.

Das Forschungsteam verwendete zwei Polymere, PDPPSe-12 und PBTTT, in Kombination mit molekularen Vernetzungsmethoden, um PMHJ-Filme mit unterschiedlichen Struktureigenschaften zu konstruieren und dabei den Größeneffekt und den diffusen Reflexionseffekt seiner Wärmeleitfähigkeit an der Grenzfläche aufzudecken.

Designideen für die PMHJ-Struktur und Ergebnisse der Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie-Charakterisierung

Die Studie ergab, dass, wenn sich die Dicke jedes Polymers der mittleren freien Weglänge des konjugierten Gerüsts nähert, die Grenzflächenstreuung erheblich zunimmt und die Gitterwärmeleitfähigkeit des Films um mehr als 70 % verringert wird und 0,1 W·m erreicht. 1 K-1 .

Lösungsbeschichtete großflächige PMHJ-Dünnfilme und flexible Stromerzeugung

Rekonstruierte Schnittstelle von PMHJ-Filmen

Darüber hinaus weist der dotierte (6,4,4) PMHJ-Film hervorragende elektrische Transporteigenschaften auf, mit einem Leistungsfaktor von bis zu 628 μW m-1 K-2 und einem thermoelektrischen Gütefaktor von 1,28 bei 368 K, was diesem Niveau entspricht Das Niveau der thermoelektrischen Leistung im Raumtemperaturbereich hat thermoelektrische Materialien auf Kunststoffbasis in die ZT>1,0-Ära getrieben.

Projektbedeutung

Die oben genannte Forschung überwindet die kognitiven Einschränkungen bestehender thermoelektrischer Hochleistungspolymermaterialien, die nicht auf der Regulierung des Wärmetransports beruhen.Es bietet einen neuen Weg für die nachhaltige Entwicklung thermoelektrischer Materialien auf Kunststoffbasis.

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