تبدیل گرما به الکتریسیته با نانولوله‌های کربنی تقویت شده

پژوهشگران با تقویت نانولوله‌های کربنی موفق به ساخت مواد ترموالکتریک سبک و انعطاف‌پذیری شدند که ضریب تبدیل گرما به الکتریسیته بالایی دارد.

کد خبر: ۱۱۷۹۱۰۰

تاریخ: ۰۸ تير ۱۳۹۳ - ۱۵:۳۰

به گزارش گروه دانش خبرگزاری دانا (دانا خبر) و به نقل از ایسنا، نتایج‌ یافته‌های محققان دانشگاه ویک‌فارست نشان می‌دهد که با افزودن برخی مواد می‌توان نیروی ترموالکتریک ایجاد شده در نانولوله‌های کربنی را افزایش داد. این یافته‌ها برای تولید البسه هوشمند اهمیت زیادی دارد.

مواد ترموالکتریک می‌توانند گرما را به‌ صورت مستقیم به الکتریسیته تبدیل کنند. این مواد گزینه مناسبی برای کاهش مصرف انرژی در جهان هستند. در صورت استفاده از این مواد در خودروها می‌توان گرمای تولید شده در موتور را به انرژی الکتریکی تبدیل کرد. مواد ترموالکتریک برای خنک کردن کامپیوترها بسیار مفید هستند.

برای این که بتوان از مواد ترموالکتریکی استفاده کرد، باید هدایت الکتریکی آن‌ها را افزایش داد، یکی از شاخص‌های مهم در این مواد، نسبت ولتاژ به اختلاف دما است که به آن ضریب سیبک گفته می‌شود. نانولوله‌های کربنی مواد ترموالکتریکی خوبی هستند، اما تاکنون چالش‌هایی در مسیر استفاده از آنها وجود داشته است.

یک گروه تحقیقاتی به رهبری دیوید کارول موفق شدند با تقویت نانولوله‌های کربنی، توان خروجی آن‌ها را افزایش دهند. این گروه با تقویت n و p نانولوله‌ها توانستند در اختلاف دمای 50 کلوین، توان خروجی از نانولوله‌ها را به 15 نانووات برسانند. این رقم 44 برابر بیشتر از مقداری است که پیش از این گزارش شده‌ است.

پژوهشگران این پروژه با استفاده از پلیمر PVDF نانولوله‌ها را تقویت کردند.

به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو، کارول می‌گوید: ما برای تقویت p نانولوله‌های کربنی از اکسیژن استفاده کردیم و برای تقویت n، نانولوله‌ها را با پلی‌اتیلن‌آمین پوشش دادیم. در این پژوهش تقویت n اهمیت بیشتری دارد، زیرا تولید مواد با توان ترموالکتریکی منفی بسیار دشوار است. در واقع ایجاد ضریب سیبک منفی بالا و هدایت بالای الکتریکی کاری دشوار است. ما با تقویت ساختار نانولوله‌های کربنی موفق به ساخت کامپوزیت سبک، انعطاف‌پذیر و بادوامی شدیم که می‌تواند گرما را به الکتریسیته تبدیل کند.

کارول می‌افزاید: ما قصد داریم تا با این مواد ترموالکتریکی، البسه هوشمند تولید کنیم، منسوجاتی که با این مواد ساخته شود می‌تواند در خودروها به‌ عنوان روکش صندلی استفاده شود.

پژوهشگران به دنبال افزایش دانسیته توان این مواد ترموالکتریک هستند.

کارول می‌گوید: ما درصدد افزایش قدرت تبدیل گرما به الکتریسیته در این ترکیبات هستیم.