Name: Isothermal Operasyon Altında Düşük Dereceli Isı Hasat Için Asimetrik Termoelektrokimyasal Hücre (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-02-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 9 s
Description: Keşfedin, düşük dereceli ısıyı elektriğe dönüştüren asimetrik termoelektrokimyasal hücre yöntemini. Grafen oksit katot ve polianilin anot kullanılarak izotermal koşullarda çalışan bu sistem, enerji verimliliğini artırır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Yazarlar Prof. D.Y.C. Leung ve Dr. Y. Chen (Hong Kong Üniversitesi), Prof. M.H.K. Leung (Hong Kong Şehir Üniversitesi), Dr. W. S. Liu (Güney Bilim ve Teknoloji Üniversitesi) ve Bay Frank H.T. Leung (Techskill [Asia] Limited) ile yapıcı bir tartışma kabul etmektedirler. Yazarlar, 17204516 ve 17206518 ödül numarası ve Yenilik ve Teknoloji Fonu (Ref: ITS/171/16FX) altında Hong Kong Özel İdare Bölgesi Araştırma Hibeleri Konseyi Genel Araştırma Fonu'nun mali desteğini kabul etmektedirler.

1. Grafen oksit elektrotunun hazırlanması
<ol><li>Modifiye Hummer yöntemi ile grafen oksit sentezi<ol>
<li>1.1.2 ve 1.1.3 adımları düşük sıcaklıkta (<0 °C) gerçekleşir. Bir çift duvar cam kabıdış tabaka üzerinden akan buz suyu dolaşımı içinde reaktanlar için düşük sıcaklık koşulları oluşturmak için bir manyetik karıştırıcı üzerine yerleştirilen.</li>
		<li>1 g sodyum nitrat (NaNO3)ile 100 mL sülfürik asit (H2SO4, reaktif sınıfı, %95-98) karıştırın kabın içinde yavaş karıştırma kullanarak.</li>
		<li>Sülfürik asit içine pul grafit 1 g ekleyin ve soğuk banyoda 1 saat karıştırın. Çözeltiye yavaş yavaş 6 g potasyum permanganat (KMnO4)ekleyin ve karışımı 2 saat daha karıştırın.</li>
		<li>Reaksiyonun bir sonraki adımı orta sıcaklıkta (~35 °C) gerçekleşir. Buzlu suyu 35 °C suya çevirin ve grafitin oksidasyonunu 1/2 saat karıştırarak devam edin.</li>
		<li>Reaksiyonun son adımı TH (80-90 °C) olarak gerçekleşir. Reaksiyon tankına damla damla 46 mL deiyonize (DI) su (70 °C) ekleyin. Reaksiyonun güçlü olduğunu unutmayın. Reaksiyon tankına reaksiyon tankına 140 mL DI su ve 20 mL hidrojen peroksit (%30 H2O2)ekleyin. Go'nun altın parçacıklarının sonuç olarak göründüğünden emin olun.</li>
		<li>GO süspansiyonu pH = 7'ye ulaşana kadar ürünü seyreltik hidroklorik asit (HCl) ve DI suyuyla birkaç kez iyice yıkayın.</li>
		<li>Yıkanmış GO süspansiyonu bir gecede dondurun ve su tamamen buharlaşana kadar dondurucu kurutucuda kurulayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Grafen oksit elektrotunun hazırlanması<ol>
<li>Grafen oksit, karbon siyahı ve PVDF'yi 75:15:10'luk bir kütle oranında karıştırın ve cam bir şişeye koyun. Çözücü N-metil-2-pyrrolidone (NMP) katı karışım içine damla ve solvent ve katı karışımın ağırlık oranı 4:1 olduğundan emin olun.</li>
		<li>13 dakika için 2.000 rpm karıştırarak ve bir mikser ile 2 dakika için 1.200 rpm defoaming tarafından hamur hazırlayın.</li>
		<li>Fırça kat kat karbon kağıt üzerinde kat ~ 8-15 mg /cm2 ve 4 0 °C'de 4 saat kuru.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Polinin (PANI) elektrotun hazırlanması
<ol><li>10 saat karıştırarak DI suda CMC tozu eriterek 1 wt% karboksimetil selüloz (CMC) sulu çözelti hazırlayın.</li>
	<li>Karışımı 50 leucoemeraldine baz PANI mg ve bir beher karbon siyahı 10 mg. Kabın içine 150 μL %1 wt CMC çözeltisi ekleyin ve 12 saat boyunca manyetik karıştırıcı ile karıştırın.</li>
	<li>Karışıma %40 stiren-bütadien (SBR) çözeltisinin 6 000'ini ekleyin ve 15 dakika daha karıştırın.</li>
	<li>Doktor bıçak coater üzerinde karbon kağıt bir parça yerleştirin ve karbon kağıt ön kenarına karışık PANI bulamaç bırakın.</li>
	<li>Blade kat bulamaç karbon kağıt üzerinde 400 μm kalınlığında bir film üretmek için. Kaplamayı 50 °C'de 4 saat kurulayın.</li>
</ol>3. Kese hücresinin montajı
<ol><li>Approproat boyutuna titanyum folyo kesin ve sonra bir 20 kHz ultrasonik nokta kaynak makinesi ile bir nikel sekmesine her parça bağlayın.</li>
	<li>Kısa devrelerden kaçınmak için gözenekli hidrofilik polipropilen esaslı ayırıcıyı GO elektrotu ile PANI elektrot arasına yerleştirin. Her elektrot bir akım kolektörü ile eşlenir.</li>
	<li>Alüminyum lamine film kullanarak elektrotları paketlayın. Alüminyum lamine filmin kenarlarını 4 s. Üst ve alt sızdırmazlık parçalarının sıcaklığını ayrı olarak 180 °C ve 160 °C olarak ayarlayın.</li>
	<li>Kese hücresine 1 M KCl elektrolitin 500 μL'sini enjekte edin ve 10 dakika boyunca dengede bekleyin.</li>
	<li>Aşırı elektroliti çıkarın ve kese hücresinin son tarafını -80 kPa vakum odasında kapatın.</li>
</ol>4. Sıcaklık kontrol sisteminin kurulması
<ol><li>Kese hücresini iki termoelektrik modül arasına dizin. Hücrenin üst ve alt taraflarına termokupl yerleştirin. İyi termal temas sağlamak için tüm arayüzlere termal macun uygulayın. NOT: Sıcaklık LabVIEW kodu ile kontrol edilir. Termokupllardan ölçülen sıcaklıklar ayar sıcaklıkları ile karşılaştırılır ve çıkış gerilimi pid kontrolü ile gerçek zaman sıcaklığı ile ayar sıcaklığı arasındaki farka göre belirlenir. Voltaj sinyalleri güç kaynağına iletilir ve termoelektrik modüle bağlanır. Kapalı devre kontrol ± 0.5 °C içinde bir sıcaklık ölçüm doğruluğu garanti eder.</li>
</ol>5. Elektrokimyasal karakterizasyon
<ol><li>Bir potansiyostat kullanarak hücrenin elektrokimyasal testlerini yapın. Elektrik boşaltma işlemini sabit bir akımda gerçekleştirirken ısışarjı açık devre modunda gerçekleştirin.</li>
</ol>

<ol><li>Chu, S., Majumdar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Opportunities+and+Challenges+for+A+Sustainable+Energy+Future%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Opportunities and Challenges for A Sustainable Energy Future.</a> Nature. 488, 294(2012).</li>
<li>Forman, C., Muritala, I. K., Pardemann, R., Meyer, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimating+the+Global+Waste+Heat+Potential%5BTitle%5D)+AND+%22Renewable+and+Sustainable+Energy+Reviews%22%5BJournal%5D)">Estimating the Global Waste Heat Potential.</a> Renewable and Sustainable Energy Reviews. 57, 1568-1579 (2016).</li>
<li>Gur, I., Sawyer, K., Prasher, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Searching+for+A+Better+Thermal+Battery%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Searching for A Better Thermal Battery.</a> Science. 335 (6075), 1454-1455 (2012).</li>
<li>He, R., Schierning, G., Nielsch, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermoelectric+Devices%3A+A+Review+of+Devices%2C+Architectures%2C+and+Contact+Optimization%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials+Technologies%22%5BJournal%5D)">Thermoelectric Devices: A Review of Devices, Architectures, and Contact Optimization.</a> Advanced Materials Technologies. 3 (4), 1700256(2018).</li>
<li>Abraham, T. J., MacFarlane, D. R., Pringle, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+Seebeck+Coefficient+Redox+Ionic+Liquid+Electrolytes+for+Thermal+Energy+Harvesting%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+%26+Environmental+Science%22%5BJournal%5D)">High Seebeck Coefficient Redox Ionic Liquid Electrolytes for Thermal Energy Harvesting.</a> Energy & Environmental Science. 6 (9), 2639-2645 (2013).</li>
<li>Zhang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+Power+Density+Electrochemical+Thermocells+for+Inexpensively+Harvesting+Low-Grade+Thermal+Energy%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">High Power Density Electrochemical Thermocells for Inexpensively Harvesting Low-Grade Thermal Energy.</a> Advanced Materials. 29 (12), 1605652(2017).</li>
<li>Duan, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aqueous+Thermogalvanic+Cells+with+A+High+Seebeck+Coefficient+for+Low-Grade+Heat+Harvest%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Aqueous Thermogalvanic Cells with A High Seebeck Coefficient for Low-Grade Heat Harvest.</a> Nature Communications. 9 (1), 5146(2018).</li>
<li>Im, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Efficiency+Electrochemical+Thermal+Energy+Harvester+Using+Carbon+Nanotube+Aerogel+Sheet+Electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">High-Efficiency Electrochemical Thermal Energy Harvester Using Carbon Nanotube Aerogel Sheet Electrodes.</a> Nature Communications. 7, 10600(2016).</li>
<li>Hu, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Harvesting+Waste+Thermal+Energy+Using+A+Carbon-Nanotube-Based+Thermo-Electrochemical+Cell%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Harvesting Waste Thermal Energy Using A Carbon-Nanotube-Based Thermo-Electrochemical Cell.</a> Nano Letters. 10 (3), 838-846 (2010).</li>
<li>Poletayev, A. D., McKay, I. S., Chueh, W. C., Majumdar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+Electrochemical+Heat+Engines%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+and+Environmental+Science%22%5BJournal%5D)">Continuous Electrochemical Heat Engines.</a> Energy and Environmental Science. 11 (10), 2964-2971 (2018).</li>
<li>Qian, W., Li, M., Chen, L., Zhang, J., Dong, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improving+Thermo-Electrochemical+Cell+Performance+by+Constructing+Ag-MgO-CNTs+Nanocomposite+Electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">Improving Thermo-Electrochemical Cell Performance by Constructing Ag-MgO-CNTs Nanocomposite Electrodes.</a> RSC Advances. 5 (119), 97982-97987 (2015).</li>
<li>Lee, S. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+Electrochemical+System+for+Efficiently+Harvesting+Low-Grade+Heat+Energy%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">An Electrochemical System for Efficiently Harvesting Low-Grade Heat Energy.</a> Nature Communications. 5, 3942(2014).</li>
<li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Charging-Free+Electrochemical+System+for+Harvesting+Low-Grade+Thermal+Energy%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Charging-Free Electrochemical System for Harvesting Low-Grade Thermal Energy.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (48), 17011-17016 (2014).</li>
<li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Membrane-Free+Battery+for+Harvesting+Low-Grade+Thermal+Energy%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Membrane-Free Battery for Harvesting Low-Grade Thermal Energy.</a> Nano Letters. 14 (11), 6578-6583 (2014).</li>
<li>Fukuzumi, Y., Amaha, K., Kobayashi, W., Niwa, H., Mortitomo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prussian+Blue+Analogues+as+Promising+Thermal+Power+Generation+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Technology%22%5BJournal%5D)">Prussian Blue Analogues as Promising Thermal Power Generation Materials.</a> Energy Technology. 6 (10), 1865-1870 (2018).</li>
<li>Shibata, T., Fukuzumi, Y., Kobayashi, W., Moritomo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+Power+Generation+During+Heat+Cycle+Near+Room+Temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Express%22%5BJournal%5D)">Thermal Power Generation During Heat Cycle Near Room Temperature.</a> Applied Physics Express. 11 (1), 017101(2018).</li>
<li>Shibata, T., Fukuzumi, Y., Moritomo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+Efficiency+of+A+Thermocell+Made+of+Prussian+Blue+Analogues%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Thermal Efficiency of A Thermocell Made of Prussian Blue Analogues.</a> Scientific Reports. 8 (1), 14784(2018).</li>
<li>Takahara, I., Shibata, T., Fukuzumi, Y., Moritomo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+Thermal+Cyclability+of+Tertiary+Battery+Made+of+Prussian+Blue+Analogues%5BTitle%5D)+AND+%22ChemistrySelect%22%5BJournal%5D)">Improved Thermal Cyclability of Tertiary Battery Made of Prussian Blue Analogues.</a> ChemistrySelect. 4 (29), 8558-8563 (2019).</li>
<li>Zhang, F., Liu, J., Yang, W., Logan, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Thermally+Regenerative+Ammonia-Based+Battery+for+Efficient+Harvesting+of+Low-Grade+Thermal+Energy+as+Electrical+Power%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+and+Environmental+Science%22%5BJournal%5D)">A Thermally Regenerative Ammonia-Based Battery for Efficient Harvesting of Low-Grade Thermal Energy as Electrical Power.</a> Energy and Environmental Science. 8 (1), 343-349 (2015).</li>
<li>Zhu, X., Rahimi, M., Gorski, C. A., Logan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Thermally-Regenerative+Ammonia-Based+Flow+Battery+for+Electrical+Energy+Recovery+from+Waste+Heat%5BTitle%5D)+AND+%22ChemSusChem%22%5BJournal%5D)">A Thermally-Regenerative Ammonia-Based Flow Battery for Electrical Energy Recovery from Waste Heat.</a> ChemSusChem. 9 (8), 873-879 (2016).</li>
<li>Zhang, F., LaBarge, N., Yang, W., Liu, J., Logan, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancing+Low-Grade+Thermal+Energy+Recovery+in+a+Thermally+Regenerative+Ammonia+Battery+Using+Elevated+Temperatures%5BTitle%5D)+AND+%22ChemSusChem%22%5BJournal%5D)">Enhancing Low-Grade Thermal Energy Recovery in a Thermally Regenerative Ammonia Battery Using Elevated Temperatures.</a> ChemSusChem. 8 (6), 1043-1048 (2015).</li>
</ol>

Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarları beyan.

aTEC, RT'den TH'ye ısıtma sırasında termal bir şarj işlemi ve TH'deart arda elektrik boşaltma işlemi ile termal enerjiyi elektriğe dönüştürür. Bir sıcaklık degradesine veya TGC ve TREC gibi bir sıcaklık döngüsüne olan bağımlılıktan kurtulan aTEC, tüm şarj ve boşaltma işlemleri sırasında isothermal ısıtma işlemine olanak tanır. Isıl ısıl uyarılmış gerilim GO'nun psödokapasi etkisine dayanır, çünkü ısıtma, protonların GO'nun oksijen fonksiyonel grupları üzerindeki kemizorpsiyonlarını kolaylaştırır ve ...

Her yerde bulunan düşük dereceli ısı enerjisi (<100 °C) geri dönüştürülebilir ve elektriğe dönüştürülebilir1,2 ama bunun yerine boşa harcanır. Ne yazık ki, ısı geri kazanımı hala büyük bir sorundur, çünkü düşük dereceli ısıyı elektriğe dönüştürmek genellikle düşük sıcaklık farkı ve ısı kaynaklarının dağıtılmış doğası nedeniyle verimsizdir3. Son yıllarda katı hal termoelektrik (TE) malzeme ve cihazlarında yoğun araştırmalar yapılmıştır, ancak DÜŞÜK dereceli ısı rejiminde TE cihazlarının ölçeklenebilir uygulaması düşük enerji dönüşüm verimliliği(ηE)ile sınırlıdır <2%4.
Termoelektrokimyasal hücrelerin (TECs) iyonik Seebeck katsayısı (α) TE yarı iletkenler5,6çok daha yüksek olduğundan, elektrokimyasal hücreler üzerinde sıcaklık etkisine dayalı alternatif yaklaşımlar, bu soruna bir çözüm olarak önerilmiştir. Termogalvanik hücreler (TGC), termal degrade uygulandığında hücre boyunca voltaj oluşturmak için iki özdeş elektrot arasında sıkışmış redoks aktif elektrolitler kullanır. Yaygın olarak kullanılan sulu Fe(CN)63-/Fe(CN)64- TGC'lerde elektrolitin α -1.4 mV/K'ye sahip olduğuve %7 ,8,9,10,11'lik bir α'ya sahip olduğu bildirilmiştir. Ancak, TGC'ler sıvı elektrolitin kötü iyonik iletkenliğinin dezavantajına maruz kalırlar, bu da TE malzemelerindeki elektronik iletkenlikten yaklaşık üç derece daha küçüktür. Elektrik iletkenliği geliştirilebilir, ancak bu gelişmeye her zaman daha düşük bir sıcaklık degradesi yol açan daha yüksek bir ısı iletkenliği eşlik ediyor. Bu nedenle, TGC'lerin e'si, sıvı elektrolit iletkenliği ile elektrotun her iki tarafında istenilen redoks reaksiyonları için sıcaklık gereksinimi arasındaki denge nedeniyle doğal olarak sınırlıdır. 
Bir termal rejeneratif elektrokimyasal döngüsü (TREC)12,13,14 katı bakır heksakraloferrate (CuHCF) katot ve Cu / Cu+ anodu kullanarak bir pil sistemi dayalı son zamanlarda bildirilmiştir. TREC, elektrolit iletkenliğini iyileştirmek için bir kese hücresi olarak yapılandırılır, α −1.2 mV/K'yi gösterir ve 60 °C ve 10 °C'de çalıştırıldığında %3,7 (ηcarnot'un%21'i) yüksek bir E'ye ulaşır. Bununla birlikte, TREC bir sınırı dış elektrik her termal döngüde elektrotlar şarj etmek için sürecin başında gerekli olmasıdır, karmaşık sistem tasarımları yolaçan 14. Bu sınırlama olmadan bir TREC elde edilebilir, ancak <1%13düşük bir dönüşüm verimliliği muzdarip. TREC sistemi, farklı α değerlerine sahip iki tip Prusya mavisi analoglarından (PBA) oluşan sodyum-iyon ikincil pil (SIB) tipi bir termik hücrenin atık ısıyı hasat edebildiği ortaya koymaktadır. Termal verim (η) ΔT ile orantılı olarak artar. Ayrıca, δt = 30 K, 56 K ayrı ayrı % 1.08, %3.19'a ulaşır. Isı döngüselliği Ni-ikame PBA15,16,17,18kullanılarak geliştirilmiştir.
Alternatif olarak, termal olarak rejeneratif amonyak pili (TRAB) bakır bazlı redoks çiftleri kullanır [Cu(NH3)42+/Cu ve Cu(II)/Cu] elektrolitin sıcaklığını pozitif ve negatif elektrotlarla birlikte değiştirerek ters sıcaklık gradyanı ile çalışır, bu da %0,53 (%13) karnotüretir. Ancak, bu sistem sıvı elektrolit dolu iki tank ile yapılandırılır, yavaş ısıtma ve soğutma neden. Ayrıca, sistemde amonya akışı güvenlik, sızıntı ve istikrar19,20,21ile ilgili endişeler oluşturur.
Burada, geometrik konfigürasyonda bir sıcaklık degradesi tutmadan veya termal döngüde sıcaklıkları değiştirmeden sürekli izotermal ısıtma ile ısıyüklü ve elektriksel olarak deşarj edilebilen ısı-elektrik dönüşümü için asimetrik bir termoelektrokimyasal hücre (aTEC) salıyoruz. ATEC, grafen oksit (GO) katot ve poliyanin (PANI) anodu ve elektrolit olarak KCl dahil olmak üzere asimetrik elektrotlar kullanır. Go'nun termo-psödokapasif etkisi ile ısıl olarak şarj edilir ve pani oksidasyon reaksiyonu ile boşaltılır. Özellikle, aTEC 4,1 mV/K yüksek α sergiler ve% 3,32, şimdiye kadar 70 °C (ηCarnot%25,3) ulaşılan en yüksek bir ηE ulaşır.

<table><tbody><tr><td>Alümina lamine film</td><td>Showa Denko</td><td>SPALF C4</td><td></td></tr><tr><td>Karbon siyahı</td><td>Alfa Aesar</td><td>H30253.22</td><td></td></tr><tr><td>Karbon kağıdı</td><td>CeTech Co. Ltd</td><td>W0S1009</td><td></td></tr><tr><td>Karboksimetil selüloz (CMC)</td> <td>Guidechem şirketi</td><td></td><td></td></tr><tr><td>DC Güç kaynağı</td><td>B & K Hassas</td><td>Model 913-B</td><td></td></tr><tr><td>Doktor bıçak kaplayıcı</td><td>Shining Energy Co., Ltd</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gamry</td><td>Gamry Instruments</td><td>Referans 3000</td><td></td></tr><tr><td>Grafit</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>332461-2.5KG</td><td></td></tr><tr><td>Mikser</td><td>Thinky</td><td>ARE-250</td><td></td></tr><tr><td>Nikel sekmesi</td><td>Tianjin Iversonchem şirketi</td><td></td><td>4 mm genişlik</td></tr><tr><td>N-Metil-2-pirolidon (NMP)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>443778-1L</td><td></td></tr><tr><td>Polianilin (lökoemeraldin bazı)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>530670-5G</td><td></td></tr><tr><td>potasyum permanganat (KMnO4)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>223468-500G</td><td></td></tr><tr><td>Ayırıcı</td><td>CLDP</td><td></td><td>25 um kalınlık</td></tr><tr><td>Sodyum nitrat (NaNO3)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>S5506-250G</td><td></td></tr><tr><td>Stiren bütadien</td><td>Tianjin Iversonchem şirketi</td><td>BM400</td><td></td></tr><tr><td>Sülfürik asit</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>320501-2.5L</td><td></td></tr><tr><td>Termoelektrik modüller</td><td>CUI Inc.</td><td></td><td></td>CP455535H</tr><tr><td>Titanum folyo</td><td>Qingyuan metal</td><td></td><td>0.03 mm kalınlık</td></tr></tbody></table>

isothermal operasyon altında düşük dereceli isı hasat için asimetrik termoelektrokimyasal hücre

Asymmetric Thermoelectrochemical Cell for Harvesting Low-grade Heat under Isothermal Operation

Düşük dereceli ısı, atık ısı olarak çevrede bol miktarda bulunur. Düşük dereceli ısının elektriğe verimli bir şekilde dönüştürülmesi çok zordur. Termal degrade veya termal döngüden yararlanmadan şarj ve boşaltma işlemlerinde isotermal çalışma altında ısı-elektrik dönüşümü için asimetrik bir termoelektrokimyasal hücre (aTEC) geliştirdik. ATEC grafen oksit (GO) katot, bir poliyanin (PANI) atodu ve elektrolit olarak 1M KCl oluşur. Hücre, oda sıcaklığından (RT) yüksek sıcaklığa (TH, ~40-90 °C) ısıtılırken GO'nun psödokapasif reaksiyonu nedeniyle bir gerilim oluşturur ve harici bir elektrik yükü bağlandığında pani oksitlenerek akım art arda üretilir. ATEC, 4,1 mV/K'lık dikkate değer bir sıcaklık katsayısı ve %3,32'lik yüksek ısı-elektrik dönüşüm verimi göstererek, TH = 70 °C'de %25,3'lük carnot verimliliğiyle çalışarak düşük dereceli ısı geri kazanımı için umut verici yeni bir termoelektrokimyasal teknolojiyi ortaya koymaktadır.

ATEC kese hücresi, GO katodu, pani atodu içeren asimetrik elektrotlarla yapılandırıldı ve KCl elektroliti ile dolduruldu. Şekil 1A'da gösterilen kese hücresinin kalınlığı 1 mm olup, bu da iki elektrot arasındaki isotermal koşulları ve etkin ısı iletimini kolaylaştırır. GO katot ve karbon kağıda kaplanmış PANI anotun taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri Şekil 1B ve Ş...

Düşük dereceli ısı bol, ama verimli kurtarma hala büyük bir sorundur. Elektrolit olarak KCl ile bir anot olarak katot ve polyanilin olarak grafen oksit kullanarak bir asimetrik termoelektrokimyasal hücre rapor. Bu hücre, düşük sıcaklıklı bölgelerde yüksek ısı-elektrik dönüşüm verimliliği sergileyen, isotermal ısıtma altında çalışır.

Isothermal Operasyon Altında Düşük Dereceli Isı Hasat Için Asimetrik Termoelektrokimyasal Hücre

Low-grade heat is abundantly available in the environment as waste heat. The efficient conversion of low-grade heat into electricity is very difficult. We ...

Düşük dereceli ısı bol, ama verimli düşük dereceli ısı geri kazanımı hala büyük bir sorundur. Yani burada, %3'ün üzerinde yüksek enerji verimliliğiolan asimetrik bir termal hücre öneriyoruz Asimetrik termal hücre ısıyüklüdür ve elektriksel olarak isothermal operasyon altında boşaltılır, bu nedenle esnekliği, düşük maliyeti ve hafifliği nedeniyle çeşitli uygulamalar için potansiyele sahiptir. Asimetrik termal hücrenin performansı büyük ölçüde oksijen-fonksiyonel grupların içeriğine ve elektrotların kalitesine bağlıdır.Araştırmacıların protokolü harfiharfiyle izlemeleri önerilmektedir. Görsel gösteri, yeni bir teknik olarak asimetrik termopilin yapısını daha iyi anlamanıza yardımcı olur ve üretim kalitesini sağlar. Prosedürü gösteren Mu Kaiyu ve Wang Xun, yüksek lisans öğrencisi, ve Dr Huang Yu-Ting, bizim laboratuvardan doktora sonrası olacaktır.Soğuk su banyosu kurmak için, manyetik bir karıştırıcı üzerine çift duvarlı cam kabı yerleştirin ve dış tabaka boyunca buzlu su dolaşın. Kabın içine 100 mililitre sülfürik asit dökün ve manyetik karıştırıcıyı açın. Kabına bir gram sodyum nitrat ekleyin.Sülfürik asit içeren kabına bir gram pul grafit ekleyin ve soğuk banyoda bir saat karıştır

asymmetric-thermoelectrochemical-cell-for-harvesting-low-grade-heat

Research

JoVE Journal

Chemistry

Kimya

Kalay sülfür (SnS), Dünya'da bol miktarda bulunan, toksik olmayan güneş pilleri için aday bir malzemedir. Burada, %4,36 sertifikalı güç dönüştürme verimliliği sağlayan atomik katman biriktirme ve %3,88 sağlayan termal buharlaşma kullanan SnS güneş pillerinin üretim prosedürünü gösteriyoruz.

Termal Buharlaşma ve Atomik katman Biriktirme tarafından Record-verimlilik SNS Güneş Pilleri yapma

Pr ile homojen olmayan bir şekilde katkılı polikristalin SrTiO3 seramiklerinin sentezi ve işlenmesi için bir protokol, termoelektrik özelliklerinin araştırılmasıyla birlikte sunulmuştur.

Muntazam olmayan biçimde Pr-katkılı SrTiO sentezi<sub&gt; 3</sub&gt; Seramik ve Bunların termoelektrik Özellikleri

Geleneksel termogradyan tablaları, yüzey boyunca bir dizi sıcaklık oluşturur. Bir termogradyan tablasının yüzeyine dik olan kaynak köşebentleri, sıcaklığı derinlemesine kontrol ederek olası araştırma uygulamalarını artıracaktır.

Bir Körüklü Thermogradient Tablo Toprak Süreçleri Bitki Büyüme değerlendirilmesi ve İzleme Toprak Sıcaklıklar Denetim

İtici güç olarak güneş enerjisi ile bir roman adsorpsiyon soğutma sistemi geliştirilmiş ve deneysel olarak araştırıldı. Su buharı ve zeolit çalışma çift adsorpsiyon sistemi kurdu. Bu el yazması kurulumu deneysel teçhizat, işlemi yordamı ve önemli sonuçları açıklar.

Güneş adsorpsiyon soğutma konsantre toplayıcı ile deneysel sistem

Bu protokol, bir konveyör bant fırınına kızılötesi kamera nın nasıl yerleştirilmeyeceği, fabrikada kalibre edilmiş bir IR kameranın müşteri düzeltmesinin nasıl yürütüldürün ve ilgi çekici bir nesnenin mekansal yüzey sıcaklığı dağılımının nasıl değerlendirilecece açıklanmaktadır. Örnek nesneler endüstriyel silikon güneş pilleri vardır.

Sıralı Kızılötesi Termografi ile Konveyör Bant Fırınında Situ Yüzey Sıcaklığı Ölçümü

El yazması, Bi2Te3 ve Sb2Te3 termoelektrik ince filmlerin cam yüzeyler üzerine radyo frekansı magnetron püskürtmesi için bir protokolü açıklar ve bu, daha fazla geliştirme potansiyeli olan geniş bir uygulama yelpazesi sağlayan güvenilir bir biriktirme yöntemini temsil eder.

Radyo Frekanslı Magnetron Püskürtme Tekniği ile Bi2Te3 ve Sb2Te3 Termoelektrik İnce Filmlerin İmalatı

CdSe-SnSe nanokompozitler, yüzey mühendisliği SnSe parçacıklarının birleştirilmesiyle üretilir. SnSe parçacıkları üretmek için basit bir sulu sentez kullanılır. SnSe parçacıklarının CdSe moleküler kompleksleri ile kaplanması, tane boyutunun kontrol edilmesine ve nanokompozitte bulunan kusur sayısının arttırılmasına izin verir, böylece termal iletkenliği düşürür.

Çözelti işlenmiş, yüzey mühendisliği, düşük ısı iletkenliği sergileyen polikristal CdSe-SnSe

Burada, elementel öncüler kullanılarak ultra hızlı (ikinci aralık), solvent içermeyen ve tek aşamalı mekanokimyasal sentez yoluyla termoelektrikler için uygun iki metal kalkojenit (Cu1.8S ve SnSe) sentezlemek için bir protokol sunuyoruz. Eş zamanlı olarak, yeni geliştirilen cihaz tarafından yerinde planet bilyalı frezeleme sırasında kavanozdaki sıcaklığın izlenmesini gösteriyoruz.

Termoelektriklere Uygun Metal Kalkojenitlerin Mekanokimyasal Sentezinin Basitliğini ve Yerinde Sıcaklık İzlemesini Gösterme

Bu protokol, güneş enerjisi kullanılarak karbondioksit ve sudan yeşil yakıt üretimi için MXene destekli CuZn ve NiCo bi-metalik elektrokatalizörlerin üretimine ve elektrokimyasal analizine rehberlik eder.

Ti3C2Tx MXene Destekli CuZn ve NiCo Katalizörleri KullanılarakCO2 ve Sudan Güneş Enerjili Elektrokimyasal Yeşil Yakıt Üretimi

2032 coin hücrelerinin düşük nemli bir ortamda maliyet etkin düşük sıcaklıkta pil döngüsünü mümkün kılan bir tasarım sunuluyor. Hücreler, termoelektrik modüllerle soğutulan bir odada 0 °C'de döngüye girer. Bu basit tasarım, benzer termal ve nem kontrollü ortamlar veya farklı batarya geometrileri gerektiren deneyler için uyarlanabilir.

Düşük Sıcaklık Operando Deneyleri İçin Madeni Para Hücresi Batarya Odası Tasarımı

Manganezle doplanmış Bi2Te3 ince filmler üretmek ve manganez girdisinin yapısal ve termoelektrik taşıma özelliklerini nasıl etkilediğini değerlendirmek için radyofrekans co-sputtering protokolü geliştirildi. Orta düzeyde manganez katılımı film tekeserliğini ve güç faktörüyle ilişkili taşıma davranışını iyileştirirken, daha yüksek mangan girdisi yapısal düzensizlik ve direnci artırdı.

Bi2Te3 İnce Filmlerin Manganez Ko-Sputtering ile Termoelektrik Özelliklerini Geliştirmek

Keşfedin, düşük dereceli ısıyı elektriğe dönüştüren asimetrik termoelektrokimyasal hücre yöntemini. Grafen oksit katot ve polianilin anot kullanılarak izotermal koşullarda çalışan bu sistem, enerji verimliliğini artırır.

Isothermal Operasyon Altında Düşük Dereceli Isı Hasat Için Asimetrik Termoelektrokimyasal Hücre

Daha fazla video keşfet