Preparação e Avaliação de compósitos híbridos de Chemical Combustíveis e de paredes múltiplas Nanotubos de Carbono no estudo das ondas termoelétricas

Resumo

Um protocolo para a realização de experimentos de ondas termoelétricas é apresentado. Descreve-se a síntese de compósitos híbridos de um combustível químico e material micro/nanoestruturado, a fabricação de um gerador de ondas termelétricas e métodos de medição dos fenômenos físicos correspondentes.

Resumo

Quando um combustível químico a uma determinada posição em um composto híbrido do combustível e um material micro / nanoestruturada é inflamada, de combustão química ocorre ao longo da interface entre os materiais combustíveis e do núcleo. Simultaneamente, as alterações dinâmicas potenciais térmicas e químicas, através dos materiais micro / nanoestruturados resultar na geração de energia eléctrica concomitante induzida por transferência de carga sob a forma de um impulso de tensão de alta saída. Demonstramos todo o procedimento de uma experiência onda thermopower, de síntese para avaliação. Deposição química de vapor e o processo de impregnação húmida são, respectivamente, empregue para a síntese de uma matriz de nanotubos de carbono de paredes múltiplas e um composto híbrido de ácido pícrico de azida de sódio / / nanotubos de carbono de paredes múltiplas. Os compósitos híbridos preparados são usados ​​para fabricar um gerador de ondas thermopower com eletrodos de conexão. A combustão do composto híbrido é iniciada por aquecimento a laser ou de Joule-aquecimento, e the correspondente de propagação de combustão, de geração de energia elétrica direta, e em tempo real as mudanças de temperatura são medidos através de um sistema de alta velocidade microscopia, um osciloscópio e um pirômetro óptico, respectivamente. Além disso, as estratégias cruciais a serem adotadas na síntese de compósitos híbridos e início de sua combustão que aumentem a transferência global de energia das ondas thermopower são propostos.

Introdução

Combustíveis químicos têm muito alta densidade de energia e têm sido amplamente utilizados como fontes de energia úteis em uma ampla gama de aplicações de microssistemas para macrossistemas. ¹ Em particular, muitos pesquisadores têm se esforçado para usar combustíveis químicos como fonte de energia para a próxima geração de micro / nanosystems tecnologias baseados ^2. No entanto, devido à dificuldade de integração de componentes de conversão de energia em extremamente pequenos espaços em micro / nanodispositivos, existem limitações fundamentais para a conversão de combustíveis química em energia elétrica. Por conseguinte, a combustão de combustív....

Protocolo

1. Síntese de alinhados verticalmente de paredes múltiplas nanotubos de carbono (VAMWCNTs)

1. Preparação de bolacha e deposição de camadas de catalisador
   1. Preparar um tipo-n (100) bolacha de Si.
   2. Depositar a 250 nm de espessura de camada de SiO ₂ na bolacha de Si por oxidação térmica ou métodos alternativos, tais como a pulverização catódica. Injectar 200 sccm de _O2 durante 3 h 20 min a 1000 ° C num forno horizontal.
   3. Usar grandes quantidades de Al ₂ O ₃ (99,9%) como um multi-borrifamento (potência RF: 1.000 W) e depositar uma fonte de 10 nm de espessura de Al ₂ O ₃ (9....

Resultados

A matriz MWCNT alinhados, como um material nanoestruturado do núcleo para ondas termelétricas, foi sintetizado por TCVD, ^11-13, conforme mostrado na Figura 4A. O diâmetro de MWCNTs-cultivadas como é de 20-30 nm (Figura 4B). O composto híbrido alinhado dos ácido pícrico / azida de sódio / MWCNTs é mostrado na Figura 5A. Este composto foi sintetizado por um processo de impregnação molhada, ¹⁴ como descrito na secção de protocolo. De modo a formar uma.......

Discussão

Os protocolos de experimentos onda termelétricas envolvem passos críticos que permitem a propagação da onda térmica ideal, bem como a geração de energia elétrica. Em primeiro lugar, a posição específica de ignição e a transferência correspondente reacção são factores importantes no controlo da conversão de energia a partir de ondas termelétricas. Ignition em uma extremidade do compósito híbrido lançado guiada combustão ao longo das interfaces entre os materiais de núcleo e combustíveis químicos em uma direção. No entant.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
4" n-tipo bolacha de silicone	Unisill	4" Si-wafer
Al2O3	TAEWON	A-1008	99,9999% Pureza
Fe	Sigma Aldrich	267945	99,9999% Pureza
Ar	Gás especial de Seul	Ar(N60)	99,9999% Pureza
C2H4	Gás especial de Seul	C2H4	99,5% Pureza
H2	Seul gás especial	H2(N60)	99,9999% Pureza
Pasta de prata	Fujikura Kasei	D-550
Ácido pícrico	Sigma Aldrich	197378	> 98% Pureza Altamente tóxico
Azida de sódio	Sigma Aldrich	S2002	> 99,5% de pureza
Acetonitrila	Sigma Aldrich	271004	99,8% de pureza
Fonte de alimentação	Mastech	HY3010
TCVD	Scientech	TCVD
Osciloscópio	Tektronix	DPO2004B
Sistema de microscopia de alta velocidade	Phantom	V7.3