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复旦吴仁兵团队研究登Nature子刊:可利用电器的散热再供能

2021-02-08 11:17 前瞻网   

随着生活跟工作中所使用的电器越来越多,电器工作时的散热问题成了一个不小的困扰。电器的散热不仅影响使用时的舒适感,更加制约了电器的运作效率。

近日,复旦大学材料科学系的吴仁兵团队从电磁能循环利用的角度,提出了一种新的方案:将电磁波耗散转换为热能,再基于热电效应,将热能转换为电能。该研究成果以“A flexible electromagnetic wave-electricity harvester”(一种灵活的电磁波电力采集器)为题发布于《自然•通讯》期刊上。

复旦吴仁兵团队研究登Nature子刊:可利用电器的散热再供能

为开发这种可以消散电磁能量并将产生的热量转化为电能的电磁(EM)吸收材料,研究发现了一种具有类似生物细胞分裂能力的混合Sn@C复合材料。该复合材料由嵌入在多孔碳内的Sn纳米颗粒组成,在循环退火处理下会发生分裂,从而形成尺寸超小的更分散的纳米颗粒。

受益于分裂行为所形成的电子传输但声子阻断结构,由最佳Sn@C复合材料构建的电磁波-电设备可在广泛使用的频率区域实现电磁加热效率,在473 K时实现0.62的最大热电性能,并在微波辐射条件下实现恒定的输出电压和功率。

这种由类似电池分裂的Sn@C复合膜与选择性沉积的有机PL层构建的柔性电磁器件具有优异的电磁波-热-电能力。由于Sn的分裂以及其在碳基体内通过循环退火处理发生相变而导致的电子散射受抑制但声子受阻的结构,该电磁器件在电磁波辐射~15 s的情况下,表现出异常耦合的电磁波-热-电性能,最大输出功率~157 nW,输出电压~12 mV。

该研究为更好地解决电磁干扰和发热限制提供了一个有前景的解决方案。

译/前瞻经济学人APP资讯组

 

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责任编辑: 4118PMT

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