物理科技生物学-PHYICA

一种可持续和尾崎ちえ可回收的热电纸

纳米技术 2021-10-31 23:57:51

西班牙国家研究委员会(CSIC) 一名来自CSIC的研究人员拿着一个细菌产生的新型热电纤维素的样本

信用:ICMAB 热电材料能够将热量转化为电能,非常有希望将余热转化为电能,因为它们可以有效地转化几乎不可用或几乎损失的热能

巴塞罗纳材料科学研究所(CSIC)的研究人员创造了热电材料的新概念,发表在《能源与环境科学》杂志上

它是一种由纤维素组成的设备,由细菌在实验室原位生产,使用少量的导电纳米材料碳纳米管,采用可持续和环境友好的策略

这项研究的研究员马里亚诺·坎波伊-奎尔斯解释说:“我们不是制造能源材料,而是培养它。”

“细菌分散在含有糖和碳纳米管的水性培养基中,产生纳米纤维素纤维,最终形成嵌入碳纳米管的装置,”坎波伊-奎尔斯继续说道

“由于纤维素纤维,我们获得了一种机械抗性、柔性和可变形的材料,由于碳纳米管,我们获得了高导电性,”这项研究的研究员安娜·拉罗米尔解释说

“我们的目的是接近循环经济的概念,使用对环境无害的可持续材料,这些材料用量少,可以回收和再利用,”这项研究的研究员安娜·罗伊格解释说,“这种设备是用可持续和可回收的材料制成的,具有高附加值,”她补充说

罗伊格说,“这种材料与其他基于合成聚合物的热电材料相比,具有更高的热稳定性,可以达到250摄氏度的温度

此外,该装置不使用有毒元素,纤维素可以很容易地回收,因为它可以通过酶法将其转化为葡萄糖来降解,同时回收碳纳米管,这是该装置中最昂贵的元素

“此外,可以控制材料的厚度、颜色和透明度

坎波伊-奎尔斯解释说,碳纳米管之所以被选中是因为它们的尺寸:“由于它们的纳米尺度直径和几微米的长度,碳纳米管可以以非常低的量,甚至1%的量,获得电渗流,这是一种非常有效的方法

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电荷可以穿过材料的连续路径,使纤维素具有导电性

此外,使用如此少量的纳米管(最多10%),同时保持材料的总效率为100%,使得该工艺非常经济和节能

" 罗伊说,“另一方面,碳纳米管的尺寸与纤维素纳米纤维的尺寸相似,这导致了均匀的分散

此外,这些纳米材料的加入对纤维素的机械性能产生了积极的影响,使其更易变形、延展和抵抗

" 这些设备可用于利用余热发电,为物联网应用和农业中的传感器供电

“在不久的将来,它们可以被用作可穿戴设备,例如在医疗或体育应用中

如果效率进一步优化,这种材料可能会导致智能隔热材料或混合光伏热电发电系统,”坎波伊-奎尔斯解释说

罗伊格说:“由于纤维素的高度灵活性和工艺的可扩展性,这些设备可以用于余热来源具有不寻常形式或广泛区域的应用,因为它们可以完全被这种材料覆盖

" 因为细菌纤维素很容易生产,这项技术可能是迈向新能源范例的第一步,在这个范例中,用户将能够制造自己的发电机

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