瑞士联邦材料科学与技术实验室
米凯尔
佩兰在Empa的实验室里
在这里，他将着手利用石墨烯纳米带创建一个在室温下运行的量子热机
信用:Empa 机器和电子设备经常产生难以利用的废热
如果可以利用这些废热发电，这将为清洁和可持续的电力生产提供一种手段:这种技术将非常适合可穿戴设备或低成本物联网设备等低功耗电子应用
例如，这包括可穿戴(医疗)设备和传感器，在医疗保健和体育行业、智能建筑和移动应用中有广泛的应用
热电发电机是一种利用温差发电的机器，虽然已经存在，但其转换效率普遍较低，产生的电能很少
发电需要同时具有高导电性和低导热性的材料
然而，这两个要求往往是相互排斥的
量子点作为一种解决方案 在过去的几年里，世界各地的几个研究小组已经表明，利用量子效应可以大大增强热电转换
例如，通过使用量子点作为高选择性的能量过滤器，已经报道了转换效率的急剧增加，一些甚至接近热力学定律设定的一些极限
问题是:量子机器，也被称为量子热机，必须冷却到绝对零度以上几度的温度——所以像这样的东西在日常生活中几乎没有用
Empa的研究人员也许能够克服这个问题，创造出一种在室温下运行的量子热机
米凯尔
米歇尔·卡拉梅领导的Empa纳米尺度传输实验室的研究员佩兰提出了使用石墨烯纳米带的想法——这是Empa的专长
第一个石墨烯纳米带是由Empa的另一个研究小组合成的:罗曼·法塞尔和他在Empa纳米技术@表面实验室的同事
几年来，Empa的研究人员一直致力于用这种纳米带制造电子器件的不同方法
使用石墨烯纳米带在室温下操作 米凯尔
佩兰以前能够使石墨烯纳米带表现得像量子点一样，其中一些在-123摄氏度的温度下保持稳定
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比以前用于热电转换的量子点温度高得多
现在的目标是将这种石墨烯纳米带集成到量子热机中，并使其在室温下工作
由于纳米带只有几纳米大小，与它们接触将需要开发特殊的制造技术，这些技术将在位于吕施利康的IBM研究中心的宾尼格和罗勒纳米技术中心实施
此外，需要定制设计的测量系统来表征能量转换效率
如果一切按计划进行，佩兰可能会在未来几年在一个芯片上制造一个微型热机
它不仅可以利用废热发电，相反，通过颠倒工作原理，它将适合于高效冷却
凭借两项成功的研究资助，米克尔
佩兰将在未来几个月开始在苏黎世联邦理工学院信息技术和电气工程系担任助理教授
在接下来的几年里，他将在Empa继续他的研究，在那里，最先进的设备可用于量子热机的热电特性
希望只是暂时的解决办法 佩兰项目的资金来自SNSF和州教育、研究和创新秘书处(SERI)
由于瑞士和欧盟之间的框架协议失败，瑞士被排除在当前的欧洲研究项目“地平线欧洲”之外
为了介入，ERC启动基金今年由SERI直接资助
这是瑞士留住优秀年轻研究人员的唯一途径
为了直接从欧盟获得拨款
佩兰和其他27名来自瑞士的受赠者将不得不搬到一所属于欧洲研究区的外国大学
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