Bi2Te3/导电聚合物/石墨烯量子阱结构复合热电材料组装及电声输运特性研究

基本信息
批准号:21276181
项目类别:面上项目
资助金额:78.00
负责人:王为
学科分类:
依托单位:天津大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:林通,许晗,刘燕,刁静君,张鹏雷,周玉松,庞可可,刘瑜,李彦龙
关键词:
电声输运特性Bi2Te3/导电聚合物/石墨烯复合热电材料理论模型性能量子阱结构
结项摘要

Thermoelectric power generator based on thermoelectric materials is an important renewable energy. This project focuses on the design and fabrication of Bi2Te3/conductive polymer/graphene composite thermoelectric materials by electrochemical synthetical technology. The quatum well composed of nano-layer structure can decrease the thermal conductivity of the composite materials through phonon boundary scattering effectively, while the electrical conductivity of the materials remains high. The graphene modified by conductive polymer or doped Bi2Te3 compounds possesses an energy filtration effect and the change of its forbidden band structure can improve the ZT value. At the same time, the graphene in the composite materials can be connected together by the conductive polymer, which can restrain the decrease of the electric transmission at the connecting points. So the high Seebeck coefficient, electrical conductivity and low thermal conductivity are benefit to increase the ZT value of Bi2Te3/conductive polymer/ graphene composite thermoelectric materials. This project will research the micro-structure of the nano materials and the relationship between the micro-structure and the thermoelectric performance, and propose a theoretical model. Which is important to the design and fabrication of the materials with quatun well structure.

基于热电材料制备的温差电池可将大量低等级热量转变为电能,因此开发高性能热电材料具有重要意义。本研究采用电化学合成技术,设计并构制层状纳米结构Bi2Te3/导电聚合物/石墨烯复合热电材料。这种层状纳米结构形成的量子阱,通过电子局域效应保证材料良好电导率σ的同时,借助于声子边界散射大幅度降低材料的热导率κ。石墨烯经导电聚合物和Bi2Te3掺杂化合物修饰后不仅产生能量过滤效应,其禁带结构的变化使塞贝克系数α提高。同时,导电聚合物能将石墨烯有效连接起来,抑制接触点处电子输运能力降低,充分发挥量子阱结构石墨烯材料的电子输运优势。高α和σ以及低κ有利于量子阱结构Bi2Te3/导电聚合物/石墨烯复合热电材料获得高的ZT值。本项目从研究石墨烯薄膜微结构对电声输运的影响入手,将石墨烯纳米材料的微结构与宏观热电性能相关联,并建立相应的理论模型,指导量子阱结构材料的设计和制备技术优化,具有重要理论意义。

项目摘要

基于热电材料制备的温差电池可将大量低等级热量转变为电能,因此开发高性能热电材料具有重要意义。本研究制备了层状纳米结构导电聚合物/石墨烯和Bi2Te3/导电聚合物/石墨烯复合热电材料。研究结果表明,这种层状纳米结构复合材料具有高的电导率σ和塞贝克系数α,以及低的热导率κ。导电聚合物能将石墨烯有效连接起来,抑制接触点处电子输运能力降低,充分发挥量子阱结构石墨烯材料的电子输运优势,使导电聚合物/石墨烯和Bi2Te3/导电聚合物/石墨烯复合热电材料分别具有较高热电性能。本项目从研究石墨烯纳米材料的微观结构入手,以提高材料宏观热电性能,对热电材料的设计和制备技术优化具有指导意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
4

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
5

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021

王为的其他基金

批准号:40871020
批准年份:2008
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:21172103
批准年份:2011
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:41571002
批准年份:2015
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:50071040
批准年份:2000
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:61501326
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51708101
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20972064
批准年份:2009
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:21632004
批准年份:2016
资助金额:300.00
项目类别:重点项目
批准号:30970885
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:69601006
批准年份:1996
资助金额:10.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20602016
批准年份:2006
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51607117
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:29802009
批准年份:1998
资助金额:11.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51877143
批准年份:2018
资助金额:61.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

结构有序的石墨烯/导电聚合物复合薄膜的层层自组装构筑及其热电性能研究

批准号:51102268
批准年份:2011
负责人:姚琴
学科分类:E0207
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

层层组装石墨烯/导电聚苯胺及其衍生物复合热电薄膜材料

批准号:51402134
批准年份:2014
负责人:蒋丰兴
学科分类:E0206
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

CoSb3/石墨烯纳米复合材料的原位合成及热电输运特性

批准号:51101139
批准年份:2011
负责人:谢健
学科分类:E0110
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

Bi2Te3基合金/石墨烯/PEDOT:PSS纳米复合块体材料的热电性能研究

批准号:61504081
批准年份:2015
负责人:杜永
学科分类:F0401
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目