به تازگی، شانگهای موسسه سرامیک، آکادمی علوم چین دانشیار چو Pengfei، تاریخ محقق شون، چن Lidong و استاد در دانشگاه نورث وسترن، G. جفری اسنایدر، استاد در دانشگاه گیسن، آلمان یورگن Janek همکاری دیگر، تجزیه و تحلیل عمیق از نوع مواد ترموالکتریک در یون های مایع می تواند حرکت کند خارج مهاجرت و بارش تحت مکانیسم عمل درست، در رابطه با معیار حد نظری و تجربی ارائه شده ترمودینامیکی پایدار، مایع بر اساس "یون می تواند از مواد رسوب، و متناظر با تکنیک ها و روش های توصیف تجربی بر این اساس پیشنهاد، معرفی، مسدود کردن یون - انتقال الکترونیکی 'رابط به طور قابل توجهی می تواند به بهبود ثبات مواد ترموالکتریک مایع مانند خدمت در دوران یک میدان الکتریکی قوی یا یک تفاوت درجه حرارت بزرگ از این مطالعه برای کاربردهای عملی از نتایج تحقیقات مواد ترموالکتریک مایع مانند در منتشر شده است. "طبیعت - ارتباطات" مجله (ارتباطات طبیعت، DOI: 10.1038 / s41467-018-05248-8)، تیم تحقیقاتی مستقل راه اندازی تجهیزات و بخشی از نتایج اندازه گیری در مجله منتشر شد (Vol.32، 2017 "مجله مواد معدنی"، 1337- 1344)، و درخواست حق ثبت اختراع چینی.
Seebeck (به Seebeck) تکنولوژی تبدیل انرژی حرارتی با استفاده از یک ماده نیمه هادی و یک پلتیر (یک پلتیر) اثر حرارتی به دست آمده با انرژی الکتریکی به طور مستقیم به یکدیگر تا به چشم انداز مهم و گسترده برنامه در زمینه خودرو و صنعتی تولید همزمان حرارت اگزوز مانند آن. با این حال، محدود در ساختار سفارش دوربرد است، هدایت حرارتی شبکه از مواد ترموالکتریک متعارف ترکیب کریستالی A (هدایت حرارتی حداقل شبکه) حداقل محدودیت وجود دارد، محدود به خواص حرارتی فضای بهینه سازی مستمر برای این تنگنا، از 2012، و چن Lidong تیم تاریخ حرارتی منجر یون سریع پیشنهاد کرده اند معرفی مبتنی مایع مشخصه از مواد جامد به منظور کاهش هدایت حرارتی و بهینه سازی عملکرد حرارتی از طریق هدایت حرارتی شبکه شیشه ای جامد و یا کریستالی شکسته ... از ویژگی های جدید با کارایی بالا (ZT~2.0@1000 K) مبتنی بر سیستم مواد ترموالکتریک مایع (نات مادر 2012، ADV مادر 2013 و 2014 و - محدودیت در مواد، و پس از آن با یک کلاس بزرگ کریستال الکترونیک فونون مایع یافت 2015 و 2017، ENERG. محیط. علمی. 2014 و 2017، NPJ آسیا مادر. 2015، و غیره)، تبدیل به یک جهت تمرکز اخیر مواد ترموالکتریک هنر است. با این حال، حرارت این کلاس مایع مواد (به عنوان مثال، CU2-δSe، Ag9GaSe6، Zn4Sb3 مانند آن) با داشتن یک "مایع مانند" ویژگی های مهاجرت دوربرد کاتیونهای فلزی به راحتی در یک میدان الکتریکی بیشتر و یا درجه حرارت رسوب، که منجر به ثبات فقیر در خدمات، محدود کردن کاربرد عملی آنها. بنابراین با مطالعه مواد ترموالکتریک مایع مانند در مهاجرت یون و مکانیزم های فیزیکی، که موجب افزایش ثبات از خدمات خود را، یک کلاس کلیدی جدید مایع با کارایی بالا اعمال شده به مواد ترموالکتریک.
تیم پیدا شده است، میدان خارجی، یک کاتیون فلزی (به عنوان مثال، نقره، مس، روی، مس،) بر اساس مواد مایع و حرارتی از نمونه در انتهای به انتهای دیگر گرا مهاجرت دوربرد و تولید گرادیان غلظت یون. با این حال، تنها فلز در غلظت های بالا در شیمیایی کاتیونی بالقوه برابر یا بالاتر از مربوط به پتانسیل شیمیایی فلز عنصری از کاتیون های فلزی را از مواد را به یک فلز عنصری رسوب، که منجر به تجزیه مواد. بنابراین، هر نوع مواد مایع حرارتی یک محدودیت ترمودینامیکی پایدار وجود دارد تنها زمانی که میدان خارجی اقدام به اندازه کافی قوی است، به طوری که مواد بیشتر از این حد یون رسوب، و تجزیه مواد رخ خواهد داد. در غیر این صورت، نوع مایع مواد ترموالکتریک خواهد شبیه به یک ترکیب متعارف کریستالی حرارتی، ثبات و حفظ خواص حرارتی خوب از میدان خارجی. بر اساس الکتروشیمیایی اشتقاق فرمول، این گروه دریافتند که این خاص مقادیر ترمودینامیکی مواد را می توان با توجه به حداکثر ولتاژ اعمال شده (به عنوان مثال، ولتاژ آستانه) می تواند تحمل تجزیه طریق رخ می دهد. ولتاژ آستانه تنها مستقل از اندازه از پارامترهای مشخصه مواد است، ترکیب شیمیایی و مواد خود را و درجه حرارت محیط زیست است.
به منظور اثبات وجود ترمودینامیکی پایدار مایع حد بر اساس مواد و حرارتی از آزمایش، تیم راه اندازی مایع مستقل ابزار خصوصیات کمی بر ثبات حرارتی مواد در خدمات در محیطی با دمای ثابت و محیط زیست برای تفاوت درجه حرارت داده شده، به ترتیب، با استفاده از یک مقاومت نسبی و نسبی Seebeck ضریب تغییرات به عنوان یک پارامتر ارزیابی، یک سری اندازه گیری های پی در پی CU2-δ (S، SE) ولتاژ آستانه از مواد ترموالکتریک مبتنی بر مایع، که ارزش اعم 0.02-0.12V. در دمای محیط، با حذف و یا افزایش مقدار زیادی از δ مس در افزایش دمای محیط، CU2-δ (S، SE) ولتاژ آستانه از مواد به تدریج ارزش خود را با پیش بینی های نظری، که مواد با داشتن یک "مایع مانند" ویژگی کاتیونهای فلزی نشان داده اند آنها مشکل تر است به منظور رسوب افزایش می دهد. در تفاوت درجه حرارت داده شده در ، CU2-δ (S، SE) ولتاژ آستانه از مواد نیز به جهت جریان حرارت داخلی از مواد مربوط می شود. زمانی که جهت جریان گرما به جهت جریان همان، مواد با ولتاژ آستانه کوچکتر، نشان می دهد که مواد کاتیون فلزی است به احتمال زیاد به تسریع کند. در مقابل، هنگامی که یک جهت مخالف به جهت جریان جریان گرما، مواد داشتن ولتاژ آستانه افزایش یافته است، افزایش قابل توجهی در ثبات از مواد.
بر اساس مهاجرت یون و مکانیزم بارش درک بیشتر، تیم پیشنهاد معرفی، مسدود کردن یون - یک انتقال الکترونیکی در مواد ترموالکتریک مایع مانند در رابط کاربری را می توان به طور موثر بارش سرکوب با "مایع مانند" ویژگی های کاتیونهای فلزی و افزایش مایع مبتنی بر پایداری ماده ترموالکتریک خدمت به عنوان کاتیونهای فلزی نیست مسدود کردن یون - الکترونهای هادی از طریق فیلد نقش سطحی خواهد شد 'مسدود یون - الکترونهای هادی از رابط مایع بخش مواد ترموالکتریک بر اساس اشتراک گذاشته شده توسط مانع، این می تواند به پایدار ماندن در نتیجه امکان یک میدان الکتریکی قوی تر و یا در یک تفاوت درجه حرارت بیشتر بر روی یکپارچه عمل می کند در حالی که 'مسدود کردن یون - الکترونهای هادی »به رابط تحت تاثیر قرار نمی متشکل از حمل و نقل الکترون / سوراخ، به طوری که به دست آوردن یک چند مواد بالا در حالی که ثبات از خدمات، خواهد خواص حرارتی خوب ذاتی این استراتژی Cu1.97S بخش های مختلف متصل شده توسط یک لایه مواد رسانا کربن با موفقیت تایید شده است را حفظ کند. این کار نه تنها برای استفاده از مواد ترموالکتریک مبتنی بر مایع فراهم می کند این امکان همچنین یک ایده جدید برای بهبود ثبات خدمات سایر رهبران ترکیبی الکترونیکی / یون را فراهم می کند.
این کار تحقیقاتی از سوی پروژه ملی تحقیق و توسعه کلیدی، بنیاد ملی علوم طبیعی چین و انجمن آکادمی علوم جوانان جوانان جوانان، حمایت مالی و پشتیبانی شده است.
محیط کار (a) یک ماده ترموالکتریک مبتنی بر مایع؛ دسته کلی از مایع در مواد ترموالکتریک اثر جریان بالا (ب) و (ج) یک مسدود کردن یون - الکترونهای هادی، پایان چهره از مواد ترموالکتریک مبتنی بر رابط فلز مایع که در آن رسوبات مس
فرایندهای فیزیکی و شیمیایی برای مهاجرت و بارندگی یون در مواد ترموالکتریک مایع
(A) جریان بحرانی و ولتاژ آستانه طول های مختلف Cu1.97S نمونه؛ (ب) با ولتاژ آستانه های مختلف CU2-DS استوکیومتری نمونه؛ (ج) جریان بحرانی در تفاوت درجه حرارت داده شده در نمونه Cu1.97S؛ ( د) ولتاژ بحرانی Cu1.77S در تفاوت دما و جریان گرما
اصل بهبود پایداری سرویس با استفاده از رابط هدایت مانع الکترون الکترون (ی، ب)؛ (c) دمای محیط ثابت و (d) نتایج تجربی در یک محیط اختلاف دما
