ニュース

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

IT Houseは7月26日、中国科学院化学研究所が7月24日にプレスリリースを発行し、中国の科学者が高性能有機熱電材料の研究で重要な進歩を遂げたと発表したと報じた。雑誌「Nature」オンライン版。

プロジェクトの背景

1970年代、ドープされたポリアセチレンの科学的発見は、「プラスチックは電気を通さない」という従来の理解を覆し、光電子分子材料の研究ブームを引き起こし、有機発光ダイオードエレクトロニクス産業を生み出し、有機太陽光発電を生み出しました。有機電界効果トランジスタやその他の最先端の研究方向性を確立し、有機熱電分野の開始にもつながりました。

その中で、ポリマーシステムにおける熱電に関する研究は、ソフトマテリアルシステムの熱電変換メカニズムに対する人々の理解を深め、さらには変えることができるだけでなく、モノのインターネットやウェアラブルエレクトロニクスにおける取り付け可能なエネルギーに対する緊急の需要を満たすことも期待されています。科学的に非常に重要です。

しかし、既存の熱電材料システムと比較すると、ポリマー熱電材料は長い間、熱電性能指数 (ZT) が低いというボトルネックに直面してきました。、熱電発電および固体冷凍アプリケーションの中核となる指標要件を満たすことができず、この分野の急速な発展を直接制限しています。

プロジェクトの説明

中国科学院化学研究所のZhu Daoben/Di Chongan研究チームは、張徳清研究グループ、北京大学の趙立東研究グループ、および国内外の他の6つの研究チームと協力して、ポリマーマルチを提案および構築しました。 -周期ヘテロ接合 (PMHJ) 熱電材料。

このタイプの分子集合体は周期的に秩序だったナノ構造を持ち、両方のポリマーの厚さは 10 ナノメートル未満で、隣接する界面は約 2 分子層であり、バルク不均一特性を持っています。

研究チームは、PDPPSe-12とPBTTTという2つのポリマーを分子架橋法と組み合わせて使用​​し、異なる構造特性を持つPMHJフィルムを構築し、その熱伝導率のサイズ効果と界面拡散反射効果を明らかにした。

PMHJ構造の設計思想と飛行時間型二次イオン質量分析による特性評価結果

この研究では、各ポリマーの厚さが共役骨格の「フォノン」平均自由行程に近づくと、界面散乱が大幅に増大し、フィルムの格子熱伝導率が70%以上減少し、0.1 W・m-に達することがわかりました。 1 K-1 。

溶液コーティングされた大面積 PMHJ 薄膜と柔軟な発電

PMHJ膜の再構成界面

さらに、ドープされた (6,4,4) PMHJ 膜は、628 μW m-1 K-2 という高い力率と、368 K での熱電性能指数 1.28 という優れた電気輸送特性を示し、このレベルに達します。市販材料の室温領域における熱電性能のレベルにより、プラスチックベースの熱電材料は ZT>1.0 の時代に突入しました。

プロジェクトの意義

上記の研究は、熱輸送の調節に依存しない既存の高性能ポリマー熱電材料の認知的限界を打破します。これは、プラスチックベースの熱電材料の持続可能な開発に新たな道を提供します。

ITホームは参照アドレスを添付します