저급 열은 풍부하지만 효율적인 저급 열 회수는 여전히 큰 도전입니다. 그래서 여기서는 3% 이상의 에너지 효율이 높은 비대칭 열전지를 제안하여 비대칭 열전셀이 열충전및 전기적으로 방전되어 유연성, 저비용 및 경량으로 인해 다양한 응용 분야에 대한 잠재력을 가지고 있습니다. 비대칭 열 전지의 성능은 산소 기능 그룹의 함량과 전극의 품질에 크게 의존합니다.
연구원은 엄격하게 프로토콜을 따르는 것이 좋습니다. 시각적 데모는 비대칭 열전형의 구조를 새로운 기술로 더 잘 이해하고 생산 품질을 보장합니다. 절차를 시연하는 것은 무카이유와 왕순, 대학원생, 황유팅 박사가 우리 연구소에서 박사 학위를 취득한 것입니다.
차가운 수조를 설치하려면 이중 벽유리 비커를 자기 교반기 위에 놓고 외부 층을 통해 얼음 물을 순환시합니다. 100 밀리리터의 황산을 비커에 붓고 자기 교반기를 켭니다. 질산나트륨 1그램을 비커에 넣습니다.
황산을 함유한 비커에 플레이크 흑연 1그램을 넣고 찬탕에서 1시간 동안 저어줍니다. 1시간 후, 점차적으로 용액에 6그램의 화망산칼륨을 넣습니다. 혼합물을 2시간 더 저어줍니다.
2시간 후, 외부 층의 얼음 물을 섭씨 35도의 온도에서 물로 대체하십시오. 추가 절차를 위해 반응 환경을 섭씨 35도로 변경합니다. 흑연의 산화를 한 시간 반 동안 교반하여 계속합니다.
46 밀리리터의 디온화된 물을 한 번에 한 방울에 추가하여 비커의 온도를 섭씨 80~90도까지 올립니다. 그래 핀 옥사이드의 합성은 강렬한 반응이다. 프로토콜을 엄격히 따르고 적절한 실험실 안전 장비로 필름 후드에서 실험을 수행하십시오.
140 밀리리터의 탈산화된 물과 20밀리리터의 과산화수소를 추가합니다. 그래 핀 산화물의 황금 입자가 그 결과로 나타나는 것을 찾습니다. 그래핀 옥사이드 현탁액이 7pH에 도달할 때까지 희석염산과 탈이온물로 제품을 여러 번 철저히 세척하십시오.
세척된 그래핀 옥사이드 서스펜션을 하룻밤 동안 동결합니다. 물이 완전히 증발 할 때까지 동결 건조기에서 건조. 그래핀 옥사이드, 카본 블랙 및 PVDF를 질량 비75 에서 15 대 10의 질량 비율로 혼합하고 유리 병에 넣습니다.
그래핀 산화물-탄소 블랙-PVDF 혼합물의 4배 질량인 용매 N-메틸-2-피롤리도네의 양을 측정한다. 용매를 고체 혼합물에 물방울. 믹서를 사용하여 페이스트를 만듭니다.
용매와 고체를 2, 000 RPM에서 30분간 섞는다. 그런 다음 1, 200 RPM에서 2 분 동안 거품을 제거합니다. 코트가 평방 센티미터당 8~15밀리그램의 질량 적재가 될 때까지 탄소 용지에 붙여넣기를 브러시 코팅합니다.
섭씨 40도에서 4시간 동안 건조하십시오. 카박스티메틸셀룰로오스 용액을 준비하려면 CMC 분말을 1%의 무게로 분해된 물에 용해하십시오. 10시간 동안 저어줍니다.
다음으로, 50밀리그램의 글루코 에메랄딘 베이스 폴리안니린과 10밀리그램의 카본 블랙을 비커에 넣습니다. 그런 다음 카박스티메틸셀룰로오스 용액150마이크로리터를 비커에 추가합니다. 자기 교반기와 12시간 동안 섞으세요.
폴리애니린 슬러리의 준비를 완료하려면 40% 스티렌-부타디엔 용액6마이크로리터를 비커에 넣고 15분 간 저어줍니다. 의사 블레이드 코터에 탄소 종이 를 놓습니다. 탄소 용지의 앞가장자리에 혼합 폴리애니라인 슬러리를 놓습니다.
블레이드 코팅 슬러리를 코팅하여 탄소 용지에 400 마이크로미터 두께의 필름을 생성합니다. 50°C에서 코팅을 4시간 동안 건조시다. 티타늄 호일을 적절한 크기로 절단하여 현재 수집가를 만듭니다.
20킬로헤르츠 초음파 스팟 용접 기를 사용하여 각 호일을 니켈 탭에 연결합니다. 그래핀 산화물 전극과 폴리애니라인 전극 사이에 다공성, 수성, 폴리프로필렌 기반 분리기 놓습니다. 각 전극을 하나의 전류 컬렉터로 스택합니다.
알루미늄 적층 필름에 전극을 포장하여 비대칭 열 전기 화학 세포 파우치 또는 비대칭 열전지를 조립합니다. 컴팩트한 진공 실러를 사용하여 알루미늄 적층 필름의 3면을 4초 간 밀봉합니다. 1마리 의 알자 칼륨 전해질 500마이크로리터를 파우치에 주입하고 10분 동안 평형화할 수 있습니다.
그런 다음 과도한 전해질을 돌출합니다. 진공 실러에서 파우치의 마지막 면을 밀봉합니다. 파우치 셀 의 인터페이스에 열 페이스트를 적용하여 좋은 열 접촉을 보장하십시오.
온도 제어 시스템을 설정하려면 두 개의 열 전기 모듈 사이에 비대칭 열전대를 쌓습니다. 열 커플을 셀의 위쪽과 아래쪽에 놓습니다. 비대칭 열전성의 전기 화학 적 테스트를 수행하기 위해 전위 요귤통계를 사용합니다.
개방형 회로 모드에서 열 충전을 수행합니다. 일정한 전류에서 닫힌 모드에서 전기 방전 공정을 수행합니다. 내장 전압, 델타 v하지, 실온에서 개방 회로 조건에서 관찰되었다.
비대칭 열전제가 실온에서 고온으로 가열되었을 때 전자가 그래핀 옥사이드의 표면으로 이동함에 따라 세포 전압이 증가했습니다. 외부 하중이 연결되면 비대칭 열전지가 배출되었습니다. 비대칭 열전제가 실온에서 섭씨 70도의 고온으로 가열되었을 때, 개방 회로 잠재력은 0.185 볼트에 도달했습니다.
비대칭 열전셀의 방전은 0.1 밀리암페어의 일정한 전류하에서 수행되었다. 출력 전기 작업은 전하 용량에 대한 방전 전압을 통합하여 계산되었습니다. 비대칭 열전형은 Carnot 효율의 25.3%에 해당하는 3.32%의 에너지 변환 효율을 달성했습니다.
다른 열전화학 시스템에 비해 비대칭 열전셀의 에너지 변환 효율은 섭씨 70도에서 달성된 가장 높은 수치입니다. 비대칭 열전장치는 다양한 시나리오에서 폐열을 전기로 변환하는 데 사용될 가능성이 있습니다. 산소 기능 성 기는 그래 핀 옥사이드의 열 의사 압축 효과에 필수적이다.
그래 핀 산화물의 합성의 품질, 및 단계 3.4에서 하중 재료, 중요하다. 비대칭 열전도의 효율과 시큐어성은 전극 재료를 변경하여 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 양극으로 프로이센 블루 아날로그를 사용 하 여.
이 기술은 먼저 isothermal 작업하에서 열 간 변환을 탐구하고 열 전기 화학 시스템에 혁명을 일으켰습니다.
