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IT House ha riferito il 26 luglio che l'Istituto di Chimica dell'Accademia Cinese delle Scienze ha emesso un comunicato stampa il 24 luglio, annunciando che gli scienziati cinesi hanno compiuto importanti progressi nella ricerca di materiali termoelettrici organici ad alte prestazioni. Sono stati pubblicati i risultati della ricerca online sulla rivista "Natura".

Contesto del progetto

Negli anni '70, la scoperta scientifica del poliacetilene drogato ha ribaltato la tradizionale convinzione che "la plastica non può condurre elettricità", ha dato il via a un boom della ricerca sui materiali molecolari optoelettronici, ha dato vita all'industria elettronica dei diodi organici a emissione di luce e ha dato vita al fotovoltaico organico. e transistor organici ad effetto di campo e altre direzioni di ricerca all'avanguardia, e hanno anche portato all'inizio del campo della termoelettricità organica.

Tra questi, la ricerca sulla termoelettricità nei sistemi polimerici non solo può approfondire o addirittura cambiare la comprensione da parte delle persone del meccanismo di conversione termoelettrica dei sistemi di materiali morbidi, ma si prevede anche che soddisfi l’urgente domanda di energia collegabile nell’Internet delle cose e nell’elettronica indossabile, che ha un grande significato scientifico.

Tuttavia, rispetto ai sistemi di materiale termoelettrico esistenti,I materiali termoelettrici polimerici affrontano da tempo il collo di bottiglia rappresentato da una bassa figura di merito termoelettrico (ZT)., incapace di soddisfare i requisiti fondamentali dell'indice della generazione di energia termoelettrica e delle applicazioni di refrigerazione a stato solido, limitando direttamente il rapido sviluppo del settore.

descrizione del progetto

Il gruppo di ricerca Zhu Daoben/Di Chongan dell'Istituto di Chimica, Accademia Cinese delle Scienze, ha collaborato con il gruppo di ricerca di Zhang Deqing, il gruppo di ricerca di Zhao Lidong dell'Università di Beihang e altri sei gruppi di ricerca in patria e all'estero per proporre e costruire un polimero multi Materiale termoelettrico con eterogiunzione a periodo (PMHJ).

Questo tipo di assemblaggio molecolare ha una nanostruttura periodicamente ordinata, in cui lo spessore di entrambi i polimeri è inferiore a 10 nanometri, l'interfaccia adiacente è di circa 2 strati molecolari e presenta caratteristiche eterogenee nella massa.

Il gruppo di ricerca ha utilizzato due polimeri, PDPPSe-12 e PBTTT, combinati con metodi di reticolazione molecolare per costruire film PMHJ con diverse caratteristiche strutturali, rivelando l'effetto dimensionale e l'effetto di riflessione diffusa dell'interfaccia della sua conduttività termica.

Idee di progettazione della struttura del PMHJ e risultati della caratterizzazione della spettrometria di massa di ioni secondari al tempo di volo

Lo studio ha rilevato che quando lo spessore di ciascun polimero si avvicina al percorso libero medio del "fonone" dello scheletro coniugato, la diffusione dell'interfaccia viene notevolmente migliorata e la conduttività termica reticolare del film viene ridotta di oltre il 70%, raggiungendo 0,1 W m- 1K-1.

Film sottili PMHJ ad ampia area rivestiti in soluzione e generazione di energia flessibile

Interfaccia ricostruita dei film PMHJ

Inoltre, il film drogato (6,4,4) PMHJ presenta eccellenti proprietà di trasporto elettrico, con un fattore di potenza fino a 628 μW m-1 K-2 e una figura di merito termoelettrico di 1,28 a 368 K, raggiungendo il livello dei materiali commerciali Il livello delle prestazioni termoelettriche nella regione della temperatura ambiente ha portato i materiali termoelettrici a base plastica nell’era ZT>1.0.

Significato del progetto

La ricerca di cui sopra rompe i limiti cognitivi dei materiali termoelettrici polimerici ad alte prestazioni esistenti che non si basano sulla regolazione del trasporto del calore.Fornisce un nuovo percorso per lo sviluppo sostenibile di materiali termoelettrici a base plastica.

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