可利用體熱給iPod充電的新型低成本電氈

1、.可利用體熱給iPod充電的新型低本錢電氈據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國維克森林大學(xué)和其他研究機(jī)構(gòu)最近共同研究出一種新型有機(jī)熱電纖維，能大大進(jìn)步材料的輸出功率并降低本錢。相關(guān)論文發(fā)表在最近的?納米快報(bào)?上。幾十年前人們就已開場研究熱電材料并已實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用，但傳統(tǒng)方法是用碲化鉍等無機(jī)材料制造。一些新研究顯示，有機(jī)材料可能有本錢更低、制造容易、靈敏柔韌等更多優(yōu)點(diǎn)。不過迄今為止，有機(jī)材料的性能仍不如無機(jī)材料，比方用柔性熱電材料做成腕表，通過體溫和外界環(huán)境溫差來充電，假如用如今的碳納米管/聚合物復(fù)合材料制造的話，那需要500平方厘米的纖維，比普通的腕表要大50倍。研究人員解釋說，高性能熱電纖維

2、的關(guān)鍵問題是在材料兩面產(chǎn)生大的溫差，由于碳納米管/聚合物復(fù)合材料非常薄，其外表垂直溫差就很有限；而新材料稱為“電氈，是一種多層碳納米管/聚合物復(fù)合材料，電輸出功率比以前大大進(jìn)步?！半姎钟蓭装賹訉?dǎo)熱和絕熱薄膜交替構(gòu)成，導(dǎo)熱材料中含有碳納米管，絕熱材料由聚合物構(gòu)成，每層的厚度僅25微米到40微米。層與層之間平行排列，使溫差呈梯度漸變。由于塞貝克效應(yīng)，電子或空穴會(huì)從熱的一邊遷移到冷的一邊，這就將溫差轉(zhuǎn)化為電壓?？傠妷旱扔诿繉与妷旱暮停栽黾訉訑?shù)就相當(dāng)于串聯(lián)電源增加電壓，而層數(shù)只受到熱源所能產(chǎn)生的總體溫差的限制。在新研究中，熱源的溫度限制在117，到達(dá)或超過這一溫度，聚合物會(huì)變形。他們演示了一塊由7

3、2層纖維制作的“電氈，在溫差為50時(shí)，能產(chǎn)生137納瓦的最大功率。理論上功率還能再進(jìn)步，如用300層纖維產(chǎn)生100溫差，輸出功率將到達(dá)5毫瓦?！澳壳白鐾蟊聿牧系脑挘眠@種纖維只要10平方厘米就夠了。而且薄膜層數(shù)越多它們可以極薄，小面積內(nèi)的功率就越高。我們?nèi)缃竦牟牧线€沒到達(dá)最優(yōu)化，還能造出功率更高的材料。維克森林大學(xué)納米技術(shù)中心大衛(wèi)·卡洛說，假如大規(guī)模地消費(fèi)多層碳納米管/聚合物復(fù)合材料，用它們發(fā)電本錢可以降到每瓦1美元，而且很容易消費(fèi)。相比之下，碲化鉍等熱電材料的發(fā)電本錢為每瓦7美元。大規(guī)模消費(fèi)這種材料就能以較低本錢大量發(fā)電，在搜集能量方面比其他方法更有本錢競爭力?！斑@種材料的用處很廣，且電流輸出功率很容易調(diào)節(jié)。假如需要更高功率，只需簡單地?fù)Q個(gè)更大面積的?？逭f。研究人員預(yù)測(cè)，除了制作腕表，低本錢有機(jī)熱電纖維還可用于服裝，比方做冬天穿的夾克的內(nèi)襯，利用體熱和戶外溫差給iPod等電子產(chǎn)品充電。此外，這種“電氈還能用于回收利用汽