science >> Wetenschap >  >> Chemie

Een thermo-elektrische inkt die uitlaatpijpen van auto's verandert in stroomgeneratoren

3D-printen van stroomopwekkende TE-buis. a) Schema met de stroomopwekkende TE-buis gemaakt van de 3D-geprinte p-type en n-type PbTe-buizen in het vooraanzicht. b) Foto van de componenten voor de modulemontage. c) Foto van de gefabriceerde stroomgenererende TE-buis die een paar p-type en n-type PbTe-poten versnippert en schematisch model van een energie-genererende buis die tien paar TE-poten versnippert die zijn samengesteld uit de gefabriceerde eenheidsmodule. Krediet:UNIST

Een gezamenlijk onderzoeksteam, aangesloten bij UNIST heeft aangekondigd dat ze met succes een thermo-elektrische technologie hebben ontwikkeld om stroomopwekkende buizen te produceren met behulp van 3D-printtechnieken. Onderzoekers ontdekten dat het buisvormige apparaat effectiever is dan conventionele apparaten. Deze doorbraak is gezamenlijk geleid door professor Han Gi Chae en professor Jae Sung Son van het Department of Materials Science and Engineering, en professor Sung Youb Kim van de afdeling Werktuigbouwkunde van UNIST.

"Door dit onderzoek we in staat zullen zijn om de warmte die wordt gegenereerd door fabrieksschoorstenen effectief om te zetten, het meest voorkomende type afvalwarmtebron, in elektriciteit, " zei professor Son. Hij zei dat dit komt omdat de bestaande thermo-elektrische apparaten rechthoekige parallellepipedumvormen hadden.

In dit onderzoek, onderzoekers creëerden de thermo-elektrische buis met behulp van een 3D-geprinte inkt gemaakt van lood (Pb) en tellurium (Te). Metaaldeeltjes werden gemengd in een glyceroloplosmiddel om visco-elasticiteit te verschaffen, een status die zowel viskeuze als elastische eigenschappen vertoont. De buis heeft een hoge thermo-elektrische prestatie bij temperaturen tussen 400 en 800 graden Celsius, dat is het temperatuurbereik van de uitlaatgassen van een auto. De buisvorm maakt het effectiever in het verzamelen van warmte dan een conventioneel blokvormig type.

"Als we 3D-printtechnologie gebruiken bij de productie van thermo-elektrische materialen, we zullen in staat zijn om de grenzen van conventionele materialen te overwinnen, " zei professor Chae. "De nieuwe technologie voor het verstrekken van visco-elastische eigenschappen aan 3D-geprinte materialen zal in verschillende andere sectoren worden gebruikt."

Hun werk is te zien op de voorkant van Geavanceerde energiematerialen , die in april 2021 online beschikbaar werd gesteld vóór de definitieve publicatie in mei 2021. Aan dit onderzoek is gezamenlijk deelgenomen door professor Sangjoon Ahn, Dr. Jaehyung Hong, Professor Ji Eun Lee van Chonnam National University, en Jeongin Jang van het Korea Electrotechnology Research Institute.

Schematische illustratie die de door doping geïnduceerde oppervlakteladingen toont van Na- en Sb-gedoteerde PbTe-deeltjes die visco-elastische colloïden genereren. Krediet:UNIST