Низкосортных тепла в изобилии, но эффективное низкосортного восстановления тепла по-прежнему является большой проблемой. Поэтому здесь мы предлагаем асимметричную тепловую ячейку с высокой энергоэффективностью более 3%Асимметричная тепловая ячейка термически заряжена и электрически разряжена в рамках изотермальной работы, поэтому она имеет потенциал для различных применений, благодаря своей гибкости, низкой стоимости и легкому весу. Производительность асимметричных тепловых элементов сильно зависит от содержания кислородно-функциональных групп и качества электродов.
Исследователям предлагается строго следовать протоколу. Визуальная демонстрация помогает лучше понять структуру асимметричной термоклетки как новой техники и обеспечивает качество продукции. Демонстрация процедуры будет Му Кайю и Ван Сюнь, аспирант, и д-р Хуан Yu-Ting, после докторской степени из нашей лаборатории.
Чтобы установить ванну с холодной водой, поместите стеклорубку с двойными стенами на магнитный мешалку и распространяйте ледяную воду через внешний слой. Налейте в стакан 100 миллилитров серной кислоты и включите магнитный мешалку. Добавьте в стакан один грамм нитрата натрия.
Добавьте один грамм хлопья графита в стакан, содержащий серную кислоту, и перемешать в течение одного часа в холодной ванне. Через час постепенно добавьте в раствор шесть граммов перманганата калия. Перемешать смесь еще два часа.
Через два часа замените ледяную воду во внешнем слое водой при температуре 35 градусов по Цельсию. Измените среду реакции до 35 градусов по Цельсию для дальнейшей процедуры. Продолжить окисление графита, помешивая в течение получаса.
Добавьте 46 миллилитров деионизированной воды в стакан по одной капле за раз, что повысит температуру стакана до диапазона от 80 до 90 градусов по Цельсию. Синтез оксида графена является интенсивной реакцией. Пожалуйста, строго следуйте протоколу, и проводить эксперименты в капоте пленки, с надлежащим оборудованием лабораторной безопасности.
Добавьте 140 миллилитров деионизированной воды, а затем 20 миллилитров перекиси водорода. Ищите золотые частицы оксида графена, чтобы появиться в результате. Вымойте продукт тщательно несколько раз с разбавленной соляной кислоты и деионизированной воды, пока подвеска оксида графена достигает рН семь.
Заморозить промытую подвеску оксида графена на ночь. Высушите его в лиофилизаторе до тех пор, пока вода полностью не испарится. Смешайте оксид графена, углерод черный и PVDF в соотношении массы 75 к 15 к 10, и положить их в стеклянную бутылку.
Измерьте количество растворителя N-Метил-2-пирролидона, который в четыре раза превышает массу смеси оксида графена-углерода black-PVDF. Опустите растворитель в твердую смесь. Используйте миксер для создания пасты.
Смешайте растворитель и твердый при 2000 об/мин в течение 30 минут. Затем, де-пены на 1200 об /мин в течение двух минут. Кисть пальто пасты на углеродной бумаге, пока пальто имеет массовую нагрузку от восьми до 15 миллиграммов на квадратный сантиметр.
Высушите его в течение четырех часов при 40 градусах по Цельсию. Для приготовления раствора карбоксиметилцеллюлозы растворите порошок CMC 1% по весу в деионизированной воде. Перемешать в течение 10 часов.
Затем добавьте 50 миллиграммов глюко-изумрудина-базового полианилина и 10 миллиграммов углеродного черного в стакан. Затем добавьте в стакан 150 микролитров раствора карбоксиметилцеллюлозы. Смешайте с магнитным мешалка в течение 12 часов.
Для завершения подготовки полианилиновой суспензии добавьте шесть микролитров 40%-стирен-бутадиенский раствор в стакан и перемешайте еще 15 минут. Поместите кусок углеродной бумаги на пальто лезвия врача. Бросье смешанную полианилиновую суспензию на переднем крае углеродной бумаги.
Лезвие пальто суспензии для производства пленки 400 микрометров толщиной на углеродной бумаге. Высушите покрытие в течение четырех часов при 50 градусах по Цельсию. Сделать текущие коллекционеров путем резки титановой фольги в соответствующий размер.
Используйте 20 килогерц ультразвуковой спот-сварки машины для подключения каждого куска фольги к вкладке никеля. Поместите пористый, гидрофильные, полипропилена основе сепаратор между электродом оксида графена и полианилиновый электрод. Стек каждого электрода с одним током коллектора.
Соберите асимметричный тепловой электрохимический клеточный мешок, или асимметричную термоклетку, упаковав электроды в алюминиево-ламинированную пленку. Используя компактный вакуумный уплотнитель, запечатайте три стороны алюминиево-ламинированной пленки в течение четырех секунд. Ввимите в мешок 500 микролитров электролита хлорида калия одного моляра и дайте ему эквилибрировать в течение 10 минут.
Затем выдавлив лишний электролит. Печать последней стороне мешка в вакуумном герметику. Нанесите тепловую пасту на интерфейсы мешочной ячейки, чтобы обеспечить хороший тепловой контакт.
Чтобы настроить систему контроля температуры, сложите асимметричную термоклетку между двумя термоэлектрическими модулями. Поместите тепловые пары на верхней и нижней сторонах клетки. Используйте потентиостат для выполнения электрохимических испытаний асимметричной термоклетки.
Проведение тепловой зарядки в режиме открытого замыкания. Проведение процесса электрической разгрузки в закрытом режиме, при постоянном тока. Встроенное напряжение, delta-v, наблюдалось в условиях открытого замыкания при комнатной температуре.
Когда асимметричная термоклетка нагревалась от комнатной температуры до высокой температуры, напряжение клеток увеличивалось по мере того, как электроны перемещались на поверхность оксида графена. При подключении внешней нагрузки была разряжена асимметричная термоклетка. Когда асимметричная термоклетка нагревалась от комнатной температуры до высокой температуры 70 градусов по Цельсию, потенциал открытой цепи достигал 0,185 вольт.
Разгрузка асимметричной термоклетки проводилась при постоянном токе 0,1 миллиампер. Выходная электрическая работа была рассчитана путем интеграции разрядного напряжения над мощностью заряда. Асимметричная термоклетка достигла эффективности преобразования энергии на 3,32%, что эквивалентно 25,3% эффективности Carnot.
По сравнению с другими термоэлектрохимическими системами, эффективность преобразования энергии асимметричной термоклетки является самой высокой из когда-либо достигнутых при 70 градусах Цельсия. Асимметричная термоклетка может использоваться для преобразования отходов тепла в электричество в самых различных сценариях. Функциональные группы кислорода имеют важное значение для теплового псевдокомоперативного эффекта оксида графена.
Качество синтеза оксида графена и загрузка материалов в шаге 3.4 имеют важное значение. Эффективность и секьюритность асимметричных термоклеток можно улучшить путем изменения электродных материалов. Например, с помощью прусского синего аналога в качестве анода.
Эта технология впервые исследовала преобразование тепла в электричество в рамках изотермальных операций и произвела революцию в тепловых электрохимических системах.
