Bu çalışma finanse Kore Bilim ve Mühendislik Vakfı aracılığıyla Eğitim, Bilim ve Teknoloji (UÇK-2013R1A1A1010575), Bakanlığı tarafından ve Nano Ar-Ge programı tarafından finanse Kore Ulusal Araştırma Vakfı (UÇK) aracılığıyla Temel Bilimler Araştırma Programı tarafından desteklenen Eğitim, Bilim ve Teknoloji Bakanlığı (UÇK-2012M3A7B4049863) tarafından.

Dikey Bağlantısızlar Çok duvarlı Karbon Nanotüpler 1. sentezi (VAMWCNTs) <ol><li> Gofretin hazırlanması ve katalizör tabakaları birikmesi <ol><li> Bir n-tipi (100) Si gofreti hazırlayın. </li><li> Termal oksidasyon ya da püskürtme gibi alternatif yöntemlerle Si gofret üzerinde 250 nm kalınlığında SiO 2 tabaka yatırın. Yatay fırında 1000 ° C de 3 saat 20 dakika boyunca, O 2 200 SCCM enjekte edilir. </li><li> SiO 2 katmanda katman: (1.000 W RF gücü) kaynağı ve 10 nm kalınlığında Al 2 O 3 (% 99.9) yatırmak çok serpme gibi toplu Al 2 O 3 (% 99.9) kullanın. 2 x 10 -2 mbar&#39;lık bir kaplama basıncı ile 10 mil / dakika yavaş bir birikme oranı kullanın. </li><li> E-ışını evaporatör kullanılarak bir kaynak olarak toplu Fe (% 99.9) kullanın ve Al 2 O 3 katman üzerinde 1 nm kalınlığında Fe tabakası mevduat. 5 × 10 -6 Torr bir birikim basıncı ile 0.1 nm / sn ~ yavaş biriktirme hızı kullanın. </li&gt; <li> Bir elmas Scriber kullanarak 28 mm x 15 mm ebatlarındaki Fe / Al 2 O 3 / SiO 2 / Si gofret kesin. Not: VAMWCNT dizinin arzu boyutuna bağlı olarak, Fe / AI 2 O 3 / SİO2 / silisyum boyutu değişebilir. </li></ol></li><li> MWCNT TCVD tarafından dizi ve serbest duran MWCNT ormanların hazırlanması sentezi. <ol><li> 120 mm x 30 mm boyutlara sahip bir kuvars tekne merkezi Fe / Al 2 O 3 / SiO 2 / Si gofret yerleştirin. </li><li> TCVD kurulumu (Şekil 1A) 2-inç kuvars tüp içinde kuvars tekne yerleştirin. </li><li> Havayı çıkarmak ve Ar, 2-inçlik kuvars tüpün doldurulması için çevre koşulları altında, 10 dakika boyunca Ar gazı 900 SCCM enjekte edilir. </li><li> 30 dakika içinde 750 ° C&#39;ye kadar 25 ° C fırında sıcaklığı giderek Ar gazı 600 SCCM ve H2 gazı 400 SCCM enjekte edilir. </li><li> Ar, gaz 100 SCCM ve H2 ga 400 SCCM enjekte10 dakika boyunca 750 ° C&#39;de in MWCNTs kökleri olarak Fe nano-tanecikleri formüle. </li><li> Ar, gaz 100 SCCM, H2 gazı 368 SCCM, ve 280 dakika boyunca 750 ° C&#39;de etilen ile (C2-lH 4) gaz 147 SCCM enjekte edilir. Bir karbon kaynağı olarak hareket Cı 2H 4 gaz ayrışmasını teşvik etmek Aynı zamanda, tungsten filamanlı (15 A: 0.8 V değerindeki gerilim) ile kuvars tüpün girişinde Joule ısıtması geçerlidir. Bu karbon kaynakları Si Levhalarda Fe nanopartiküller bağlanmış ve CNTs dönüştürülür. </li><li> H 2 gazı ve C 2 H 4 gaz enjeksiyonu durdurun, ve fırın kapatın. Gofret sıcaklığı 60 ° C düşene kadar bu işlem sırasında, sürekli Ar gazı 100 SCCM enjekte. </li><li> Gofret MWCNTs dışarı atın. (Şekil 1B): yavaşça serbest duran MWCNT ormanlar (3-6 mm uzunluk) elde etmek için gofret MWCNT dizi ayırın. </li></ol></li></ol><ol><li> Kimyasal yakıtların hazırlanması <ol><li> Bir pikrik asit (2,4,6-trinitro fenol) çözeltisi ve sodyum azit (NaN3) hazırlayın. <ol><li> Pikrik asit tozu (24 saat için 1 atm, 25 ° C) elde etmek üzere pikrik asit çözeltisi buharlaştırın. Pikrik asit tozu 6 g ölçülür ve 100 ml asetonitril (262 mm) içinde çözülür. </li><li> Ölçü 6, sodyum azid toz g deiyonize (Dİ) su (923 mM), 100 ml içinde çözülür. </li></ol></li></ol></li><li> Islak emprenye yoluyla Sentezi ve hibrit kompozit karakterizasyonu <ol><li> Bir mikro-dengesi ile bağımsız bir MWCNT orman kütlesi ölçülür ve SEM (Şekil 4A) ile MWCNT orman hizalanmış yapılarını teyit. 15 kV arasında bir voltaj ve 1,200X bir büyütme kullanın. Hizalanmış yapı tüm MWCNT orman boyunca korunur olup olmadığını kontrol edin. </li><li> T 262 mM pikrik asit çözeltisi 25 ul ekleMWCNT orman op yakıt orman gözenekleri nüfuz sağlamak için. 30 dk Film dizi küçültmek, ve tüm asetonitril orman (Şekil 1C) buharlaşan kadar pikrik asit tamamen gözenekleri nüfuz izin için olduğu gibi örnek bırakın. Not: Kimyasal yakıt ve MWCNT dizisi arasında, hedef oranına bağlı olarak, pikrik asit çözeltisinin konsantrasyonu ve miktarı değiştirin. </li><li> Islak emprenye ile 2,4,6-trinitro sodyum fenoksit ve hidrojen azid (yakıt tabakası) oluşturmak üzere 923 mM sodyum azid çözeltisi 25 ul pikrik asit kaplı MWCNT ormanlar daldırın. Tüm çözücüler buharlaşmasına kadar 30 dakika boyunca örnek bırakın. Not: Kimyasal yakıt ve MWCNT dizi arasındaki hedef oranına bağlı olarak, sodyum azid çözeltisinin konsantrasyonu ve miktarı değiştirebilirsiniz. </li><li> Bir mikro ile yakıt ve MWCNTs bireysel hibrid kompozit kütlesini ölçmek ve kütle oranını hesaplamak için son kitle karşılaştırmakYakıt tabakası ve MWCNTs. <img alt="Denklem 1" src="/files/ftp_upload/52818/52818eq1.jpg" /> M, H ve M, m, sırasıyla, tek bir hibrid kompozit ve bireysel MWCNT film kütle olduğu. </li><li> SEM (Şekil 5A), bir yakıt ve MWCNTs hibrid kompozit hizalanmış yapılarını teyit edin. Üreticinin talimatlarına göre, işletme koşulları için basıncı düşürmek ve kimyasal yakıt agregasyonu açıkça hizalanmış MWCNT ormanda gözlenene kadar büyütme kaldırın. MWCNTs yakıt toplanmasının şeklini kontrol edin. </li></ol></li></ol> Thermopower Dalga Jeneratör 3. İmalat (Şekil 2) <ol><li> Thermopower dalga doğrudan voltaj çıkışını ölçen bir osiloskop ile bağlantı elektrotlar olarak hareket etmek bir cam slayt her iki ucuna bakır bantlar takın. </li><li> Bir gümüş pas üzerinden hibrid kompozit her iki ucuna bakır bantlar bağlayınte damlacık. Gümüş macun zor olur ve bağlantı sabit kadar örnek bırakın. </li><li> Hibrit kompozit elektrik direncini ölçmek için bir multimetre kullanın. </li></ol> Thermopower Dalgaların 4. Ölçüm (Şekil 3) <ol><li> Bir polikarbonat odasının içinde, güvenlik için kelepçeler ile optik masaya thermopower dalga jeneratörü tamir. </li><li> Çıkış voltajı ölçümü için osiloskop bakır elektrotları bağlamak için timsah klipleri kullanın. </li><li> Yüksek hızlı mikroskopi sistemi kurmak [bileşenleri: yüksek hızlı kamera (&gt; 5.000 kare / sn), makro lensi (105 mm / f2.8 lens), ve bir LED lamba] jeneratörden yanma yayılmasını kaydetmek için. Yerleştirin ve thermopower dalga jeneratörü önünde yüksek çözünürlüklü görüntülerle net kayıt için LED lambasını açmak. / Sn 5.000 kare üzerinde kayıt hızını ayarlayın. </li><li> Sıcaklık, gerçek zamanlı değişiklikleri kaydetmek için belirli bir pozisyonda bir optik pirometreyi yerleştirinHibrid kompozit. </li><li> Hibrid kompozit kimyasal yakıtı tutuşturmak için lazer ışıması veya Joule ısıtma ya uygulayın. <ol><li> Hibrid kompozit belirli bir pozisyonda lazer (&lt;1.000 mW) odaklanın. Yanma thermopower dalga jeneratörü başlatılan kadar bir kaç saniye için odak koruyun. </li><li> Yüksek akım güç kaynağı ve bir nikel-krom tel hazırlayın. Ve bir nikel tel ısı: Bir yüksek akım güç kaynağına kabloyu (5 V ve 3 A çalışma koşulları). Yanma thermopower dalga jeneratörü başlatılan kadar hibrid kompozit ısıtmalı nikel tel ve kimyasal yakıt arasındaki nazik temas yapın. </li></ol></li><li> Bir thermopower dalga jeneratörü tarafından başlatılan bir yüksek-hızlı mikroskopi sistemi, bir osiloskop, ve bir optik pirometre, oluşan ölçüm kurulum açın. <ol><li> Kurulum yüksek hızlı kamera kayıt kare hızı (5,000 kare / sn). Thermopo başında Tetik kayıtwer dalga yayılımı. Tutanak yüksek hızlı mikroskobu sistemi ile yüksek hızda fotoğraf görüntüleri anlık ve thermopower dalga yayılımı baştan kaydedilen kare sayısını ayıklamak (kare toplam #number). </li><li> Osiloskop kullanarak thermopower dalga yayılımı baştan sona gerilim sinyalini kaydedin. Çıkış voltajı darbesi (V) ekstrakte edin. </li><li> Hedef alanları gösterir bir melez kompozit, belirli pozisyonda optik pirometreyi Odak ve sıcaklık dinamik değişiklikleri ölçmek (° C). </li></ol></li><li> Yüksek hızlı mikroskopi sisteminde tek kare reaksiyon ön pozisyonu çıkartarak reaksiyon yayılma hızını hesaplayın. <img alt="Denklem 2" src="/files/ftp_upload/52818/52818eq2.jpg" /> nerede, l h hibrid kompozit toplam uzunluğu, n f n o &lt;thermopower dalga yayılımı baştan kaydedilen kare sayısı, ve/ Sub&gt; kayıt kare hızı. </li><li> Osiloskop çıkış voltajı veri ayıklamak ve maksimum pik gerilimi yanı sıra çıkış gerilimi darbesi belirli gücünü hesaplamak. Aşama 3 ölçülmüştür elektrik direncini kullanın. </li><li> Optik pirometreyi kullanarak sıcaklık değişimi ayıklayın. </li></ol>

<ol>
	<li>Zhou, X., Torabi, M., Lu, J., Shen, R. Q., Zhang, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanostructured+Energetic+Composites:+Synthesis,+Ignition/Combustion+Modeling,+and+Applications.">Nanostructured Energetic Composites: Synthesis, Ignition/Combustion Modeling, and Applications.</a> Acs Appl Mater Inter. 6, 3058-3074 (2014).</li><li>Zhang, K., Chou, S., Ang, S., Tang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+MEMS-based+solid+propellant+microthruster+with+Au/Ti+igniter.">A MEMS-based solid propellant microthruster with Au/Ti igniter.</a> Sensors and Actuators A: Physical. 122, 113-123 (2005).</li><li>Zhang, W. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Significantly+Enhanced+Energy+Output+from+3D+Ordered+Macroporous+Structured+Fe2O3/Al+Nanothermite+Film.">Significantly Enhanced Energy Output from 3D Ordered Macroporous Structured Fe2O3/Al Nanothermite Film.</a> Acs Appl Mater Inter. 5, 239-242 (2013).</li><li>Choi, W., Abrahamson, J. T., Strano, J. M., Strano, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+nanotube-guided+thermopower+waves.">Carbon nanotube-guided thermopower waves.</a> Materials Today. 13, 22-33 (2010).</li><li>Choi, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemically+driven+carbon-nanotube-guided+thermopower+waves.">Chemically driven carbon-nanotube-guided thermopower waves.</a> Nat Mater. 9, 423-429 (2010).</li><li>Abrahamson, J. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wavefront+Velocity+Oscillations+of+Carbon-Nanotube-Guided+Thermopower+Waves:+Nanoscale+Alternating+Current+Sources.">Wavefront Velocity Oscillations of Carbon-Nanotube-Guided Thermopower Waves: Nanoscale Alternating Current Sources.</a> Acs Nano. 5, 367-375 (2011).</li><li>Walia, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ZnO+based+thermopower+wave+sources.">ZnO based thermopower wave sources.</a> Chem Commun. 48, 7462-7464 (2012).</li><li>Walia, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sb2Te3+and+Bi2Te3+based+thermopower+wave+sources.">Sb2Te3 and Bi2Te3 based thermopower wave sources.</a> Energ Environ Sci. 4, 3558-3564 (2011).</li><li>Hong, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+Electrical+Potential+of+Thermoelectric+Power+Waves+by+Sb2Te3-Coated+Multiwalled+Carbon+Nanotube+Arrays.">Enhanced Electrical Potential of Thermoelectric Power Waves by Sb2Te3-Coated Multiwalled Carbon Nanotube Arrays.</a> J Phys Chem C. 117, 913-917 (2013).</li><li>Walia, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MnO2-Based+Thermopower+Wave+Sources+with+Exceptionally+Large+Output+Voltages.">MnO2-Based Thermopower Wave Sources with Exceptionally Large Output Voltages.</a> J Phys Chem C. 117, 9137-9142 (2013).</li><li>Aria, A. I., Gharib, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dry+oxidation+and+vacuum+annealing+treatments+for+tuning+the+wetting+properties+of+carbon+nanotube+arrays.">Dry oxidation and vacuum annealing treatments for tuning the wetting properties of carbon nanotube arrays.</a> J Vis Exp. , (2013).</li><li>Zhao, Y., Tang, Y., Star, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+functionalization+of+nitrogen-doped+carbon+nanotube+cups+with+gold+nanoparticles+as+cork+stoppers.">Synthesis and functionalization of nitrogen-doped carbon nanotube cups with gold nanoparticles as cork stoppers.</a> J Vis Exp. , e50383 (2013).</li><li>Copic, D., Park, S. J., Tawfick, S., De Volder, M., Hart, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication,+densification,+and+replica+molding+of+3D+carbon+nanotube+microstructures.">Fabrication, densification, and replica molding of 3D carbon nanotube microstructures.</a> J Vis Exp. , (2012).</li><li>Grimme, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Do+Special+Noncovalent+&#960;&#8211;&#960;+Stacking+Interactions+Really+Exist.">Do Special Noncovalent &#960;&#8211;&#960; Stacking Interactions Really Exist.</a> Angewandte Chemie International Edition. 47, 3430-3434 (2008).</li><li>Yeo, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+chemical+fuel+composition+on+energy+generation+from+thermopower+waves.">Effects of chemical fuel composition on energy generation from thermopower waves.</a> Nanotechnology. 25, (2014).</li><li>Hong, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+Electrical+Potential+of+Thermoelectric+Power+Waves+by+Sb2Te3-Coated+Multiwalled+Carbon+Nanotube+Arrays.">Enhanced Electrical Potential of Thermoelectric Power Waves by Sb2Te3-Coated Multiwalled Carbon Nanotube Arrays.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 117, 913-917 (2013).</li><li>Kim, P., Shi, L., Majumdar, A., McEuen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+transport+measurements+of+individual+multiwalled+nanotubes.">Thermal transport measurements of individual multiwalled nanotubes.</a> Physical review letters. 87, 215502 (2001).</li><li>Garner, W., Abernethy, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heats+of+combustion+and+formation+of+nitro-compounds.+Part+I.+Benzene,+toluene,+phenol+and+methylaniline+series.">Heats of combustion and formation of nitro-compounds. Part I. Benzene, toluene, phenol and methylaniline series.</a> Proceedings of the Royal Society of London. Series A. 99, 213-235 (1921).</li><li>Passingham, C., Hendra, P. J., Hodges, C., Willis, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Raman+spectra+of+some+aromatic+nitro+compounds.">The Raman spectra of some aromatic nitro compounds.</a> Spectrochimica Acta Part A: Molecular Spectroscopy. 47, 1235-1245 (1991).</li><li>Rinkenbach, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Heats+Of+Combustion+And+Formation+Of+Aromatic+Nitro+Compounds.">The Heats Of Combustion And Formation Of Aromatic Nitro Compounds.</a> Journal of the American Chemical Society. 52, 115-120 (1930).</li></ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

thermopower dalga deneyleri protokolleri ideal ısı dalga yayılımı yanı sıra elektrik enerjisi üretimine olanak kritik adımları içerir. Birincisi, ateşleme özel konumu ve ilgili reaksiyon transferi thermopower dalgalar enerji dönüşümünü kontrol önemli faktörlerdir. Karma bileşiğin bir ucunda Kontak bir yönde çekirdek malzeme ve kimyasal yakıtların arasındaki ara boyunca yanma destekli başlattı. Bununla birlikte, herhangi bir başka pozisyonunda kontak çekirdek malzemeleri içinde ters yönl...

Kimyasal yakıtlar çok yüksek enerji yoğunluğuna sahip ve yaygın makrosistemlere mikrosistemlerin uygulamaların geniş bir yelpazede kullanılabilir enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır. 1 Özellikle, pek çok araştırmacı nesil mikro / nano için enerji kaynağı olarak kimyasal yakıtları kullanmak için çalıştık tabanlı teknolojiler. 2 Bununla birlikte, mikro / nanocihazların son derece küçük alanlarda enerji dönüşüm bileşenleri entegre zorluk nedeniyle, elektrik enerjisine çeviren kimyasal yakıtların dönüşüm temel sınırlamalar vardır. Bu nedenle, kimyasal yakıtların yanma esas olarak nanothermites veya mikro aktuatörler mikro / nanocihazların kimyasal ya da mekanik enerji üretimi için kullanılmıştır. 1,3 Thermopower dalgaları-yeni geliştirilmiş bir enerji dönüşüm kavram olan elektrik ene doğrudan bir yakıtın kimyasal enerjiyi dönüştürmek için bir yöntem olarak büyük ilgiherhangi bir dönüştürme bileşenleri kullanılmamalıdır rgy. 4,5 thermopower dalgalar kimyasal yakıt karma bileşik ve bir mikro / nano yapılı malzeme kullanılarak oluşturulabilir. melez bileşik içindeki belirli bir konumda kimyasal yakıt ateşlendiğinde 5, kimyasal yanma boyunca meydana Kimyasal yakıt ve mikro / nanoyapılı malzeme arasındaki arayüz. Aynı zamanda, bir yüksek çıkış voltajı nabız şeklinde yük transferi neden birlikte elektrik enerji üretiminde çekirdek mikro / nano yapılı malzeme sonuç üzerinde termal ve kimyasal potansiyel dinamik değişimler. Bu tür çok duvarlı karbon nanotüpler (MWCNTs) 4-6 ve ZnO, 7 Bi 2 Te 3, 8 Sb 2 Te 3, 9 ve MnO 2 gibi çeşitli mikro / nano yapılı malzemeler 10 mikro / nano yapılı malzemeler melez kompozitler izin kanıtlanmıştır thermopower dalgaları kullanmak ve kimyasal-termal-elektrikli göstermek içincal enerji dönüşüm. Özellikle, yüksek Seebeck katsayısı ile çekirdek malzemeler sadece yayılır yanma gelen yüksek çıkış gerilimlerinin oluşmasını sağlar. Bununla birlikte, bu tip kimyasal yakıtların yakıt / çekirdek-malzemeler, üretim sürecinin kütle oranı ve ateşleme koşulları karışımı olarak aynı bileşiklerle ilgili diğer parametreler kritik thermopower dalgalar genel özelliklerini etkiler. Burada, imalat yöntemleri, hizalanmış bir kimyasal yakıt oluşumu ve yakıt / çekirdek malzemelerinin kütle oranı thermopower dalga performansını nasıl etkilediğini gösterir. Termal, kimyasal buhar biriktirme (TCVD) tarafından imal edilmiş bir MWCNT dizi temelinde, bir kimyasal yakıt ve MWCNTs melez bir bileşik thermopower dalga enerjisi üretimi için hazırlanır şeklini göstermektedir. Enerji dönüşüm değerlendirilmesini sağlar deney düzeneği tasarımı gibi yanma propagati gibi işlemler için deneysel ölçümler gelen ile birlikte tanıtıldıve direkt elektrik enerjisi üretimi. Ayrıca, biz polaritesi dinamik çıkış gerilimi ve özel pik güç önemlisi elektrik enerjisi dönüşüm belirler dağıtım tarif olduğunu göstermektedir. Bu çalışma, enerji üretimini artırmak için özel stratejiler sağlayacak ve thermopower dalgaların altında yatan fizik anlamada yardımcı olacaktır. Ayrıca, burada açıklanan üretim süreci ve deneyler thermopower dalgaların araştırma olanakları uzanan yardım, yanı sıra kimyasal-termal-elektrik enerjisi dönüşüm olacaktır.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>4&#8221; n-type silicon wafer</td>
			<td>Unisill</td>
			<td>4&#8221; Si-wafer</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Al2O3</td>
			<td>TAEWON</td>
			<td>A-1008</td>
			<td>99.9999% Purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fe</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>267945</td>
			<td>99.9999% Purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ar</td>
			<td>Seoul specialty gas</td>
			<td>Ar(N60)</td>
			<td>99.9999% Purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C2H4</td>
			<td>Seoul specialty gas</td>
			<td>C2H4</td>
			<td>99.5% Purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>H2</td>
			<td>Seoul specialty gas</td>
			<td align="left"><img src="file:///C:/Users/BENSAL~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.png" />
			<table cellpadding="0" cellspacing="0">
				<tbody>
					<tr>
						<td>H2(N60)</td>
					</tr>
				</tbody>
			</table>
			</td>
			<td>99.9999% Purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver paste</td>
			<td>Fujikura Kasei</td>
			<td>D-550</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Picric acid</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>197378</td>
			<td>&#65310;98% Purity 
			Highly toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium azide</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S2002</td>
			<td>&#65310;99.5% Purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>271004</td>
			<td>99.8% Purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power supply</td>
			<td>Mastech</td>
			<td>HY3010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TCVD</td>
			<td>Scientech</td>
			<td>TCVD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oscilloscope</td>
			<td>Tektronix</td>
			<td>DPO2004B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-speed microscopy system</td>
			<td>Phantom</td>
			<td>V7.3</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation and evaluation of hybrid composites of chemical fuel and multi-walled carbon nanotubes in the study of thermopower waves

Yakıt ve mikro / nano yapılı malzemenin bir hibrid kompozit belli bir pozisyonda bir kimyasal yakıt ateşlendiğinde, kimyasal yanma yakıt ve çekirdek malzeme arasındaki ara yüzey boyunca meydana gelir. Aynı zamanda, mikro / nano yapılı malzemeler arasında ısı ve kimyasal potansiyel dinamik değişimler, yüksek çıkış voltajı nabız şeklinde yük transferi neden birlikte elektrik enerji üretimi ile sonuçlanır. Biz sentezden değerlendirilmesi, bir thermopower dalga deney tüm prosedürü göstermektedir. Termal kimyasal buhar biriktirme ve ıslak emprenye işlemi, sırasıyla, bir çok duvarlı karbon nanotüp dizisinin sentezi ve pikrik asit / sodyum azid / çok duvarlı karbon nanotüp melez bileşik için kullanılmaktadır. Hazırlanan hibrid kompozit bağlantı elektrotların bulunduğu bir thermopower dalga jeneratörü imal etmek için kullanılır. hibrid kompozit yanma lazer ısıtma veya Joule ısıtma ve th tarafından başlatılane karşılık gelen yanma yayılması, doğrudan elektrik enerjisi üretimi, gerçek zamanlı sıcaklık değişimleri sırasıyla, bir yüksek hızlı mikroskopi sistemi, bir osiloskop, ve bir optik pirometreyi kullanılarak ölçülür. Ayrıca, önemli stratejiler hibrid kompozit ve genel thermopower dalga enerji transferi geliştirmek onların yanma başlaması sentezinde kabul edilmesi önerilmiştir.

Şekil 4A&#39;da gösterildiği gibi, thermopower dalgaları için bir çekirdek nano yapılı malzeme olarak hizalanmış MWCNT dizi, TCVD, 11-13 sentezlendi. olarak yetiştirilen MWCNTs çapı 20-30 mil (Şekil 4B) &#39;dir. pikrik asit / sodyum azid / MWCNTs hizalanmış hibrit kompozit Şekil 5A&#39;da gösterilmiştir. Protokol bölümünde tarif edildiği gibi, bileşik, ıslak emprenye işlemi ile 14 sentezlenmiştir. Kimyasal yakıt ve MWCN...

Watch this Scientific Journal Video about Preparation and Evaluation of Hybrid Composites of Chemical Fuel and Multi-walled Carbon Nanotubes in the Study of Thermopower Waves at JoVE.com

Preparation and Evaluation of Hybrid Composites of Chemical Fuel and Multi-walled Carbon Nanotubes in the Study of Thermopower Waves

A protocol for conducting thermopower wave experiments is presented. The synthesis of hybrid composites of a chemical fuel and micro/nanostructured material, manufacturing of a thermopower wave generator, and methods for measuring the corresponding physical phenomena are described.

Thermopower Dalgalarının Çalışmasında Kimyasal Yakıt ve Multi-duvarlı Karbon Nanotüpler Hibrit Kompozitlerin Hazırlanması ve Değerlendirilmesi

When a chemical fuel at a certain position in a hybrid composite of the fuel and a micro/nanostructured material is ignited, chemical combustion occurs ...

preparation-evaluation-hybrid-composites-chemical-fuel-multi-walled

Research

JoVE Journal

Engineering

8.7K Görüntüleme.  Korea University. A protocol for conducting thermopower wave experiments is presented. The synthesis of hybrid composites of a chemical fuel and micro/nanostructured material, manufacturing of a thermopower wave generator, and methods for measuring the corresponding physical phenomena are described. 

Video: Preparation and Evaluation of Hybrid Composites of Chemical Fuel and Multi-walled Carbon Nanotubes in the Study of Thermopower Waves

Encapsulation and Permeability Characteristics of Plasma Polymerized Hollow Particles

In this protocol, core-shell nanostructures are synthesized by plasma enhanced chemical vapor deposition. We produce an amorphous barrier by plasma polymerization of isopropanol on various solid substrates, including silica and potassium chloride. This versatile technique is used to treat nanoparticles and nanopowders with sizes ranging from 37 nm to 1 micron, by depositing films whose thickness can be anywhere from 1 nm to upwards of 100 nm. Dissolution of the core allows us to study the rate of permeation through the film. In these experiments, we determine the diffusion coefficient of KCl through the barrier film by coating KCL nanocrystals and subsequently monitoring the ionic conductivity of the coated particles suspended in water. The primary interest in this process is the encapsulation and delayed release of solutes. The thickness of the shell is one of the independent variables by which we control the rate of release. It has a strong effect on the rate of release, which increases from a six-hour release (shell thickness is 20 nm) to a long-term release over 30 days (shell thickness is 95 nm). The release profile shows a characteristic behavior: a fast release (35% of the final materials) during the first five minutes after the beginning of the dissolution, and a slower release till all of the core materials come out.

We have used plasma enhanced chemical vapor deposition to deposit thin films ranging from a few nm to several 100 nm on nano-sized particles of various materials. We subsequently etch the core material to produce hollow nanoshells whose permeability is controlled by the thickness of the shell. We characterize the permeability of these coatings to small solutes and demonstrate that these barriers can provide sustained release of the core material over several days.

Plazma Polimerize Hollow Parçacıkların Encapsulation ve Geçirgenlik Özellikleri

In this protocol, core-shell nanostructures are synthesized by plasma enhanced chemical vapor deposition. We produce an amorphous barrier by plasma ...

Mühendislik

Probing and Mapping Electrode Surfaces in Solid Oxide Fuel Cells

Solid oxide fuel cells (SOFCs) are potentially the most efficient and cost-effective solution to utilization of a wide variety of fuels beyond hydrogen 1-7. The performance of SOFCs and the rates of many chemical and energy transformation processes in energy storage and conversion devices in general are limited primarily by charge and mass transfer along electrode surfaces and across interfaces. Unfortunately, the mechanistic understanding of these processes is still lacking, due largely to the difficulty of characterizing these processes under in situ conditions. This knowledge gap is a chief obstacle to SOFC commercialization. The development of tools for probing and mapping surface chemistries relevant to electrode reactions is vital to unraveling the mechanisms of surface processes and to achieving rational design of new electrode materials for more efficient energy storage and conversion2. Among the relatively few in situ surface analysis methods, Raman spectroscopy can be performed even with high temperatures and harsh atmospheres, making it ideal for characterizing chemical processes relevant to SOFC anode performance and degradation8-12. It can also be used alongside electrochemical measurements, potentially allowing direct correlation of electrochemistry to surface chemistry in an operating cell. Proper in situ Raman mapping measurements would be useful for pin-pointing important anode reaction mechanisms because of its sensitivity to the relevant species, including anode performance degradation through carbon deposition8, 10, 13, 14 ("coking") and sulfur poisoning11, 15 and the manner in which surface modifications stave off this degradation16. The current work demonstrates significant progress towards this capability. In addition, the family of scanning probe microscopy (SPM) techniques provides a special approach to interrogate the electrode surface with nanoscale resolution. Besides the surface topography that is routinely collected by AFM and STM, other properties such as local electronic states, ion diffusion coefficient and surface potential can also be investigated17-22. In this work, electrochemical measurements, Raman spectroscopy, and SPM were used in conjunction with a novel test electrode platform that consists of a Ni mesh electrode embedded in an yttria-stabilized zirconia (YSZ) electrolyte. Cell performance testing and impedance spectroscopy under fuel containing H2S was characterized, and Raman mapping was used to further elucidate the nature of sulfur poisoning. In situ Raman monitoring was used to investigate coking behavior. Finally, atomic force microscopy (AFM) and electrostatic force microscopy (EFM) were used to further visualize carbon deposition on the nanoscale. From this research, we desire to produce a more complete picture of the SOFC anode.

We present a unique platform for characterizing electrode surfaces in solid oxide fuel cells (SOFCs) that allows simultaneous performance of multiple characterization techniques (e.g. in situ Raman spectroscopy and scanning probe microscopy alongside electrochemical measurements). Complementary information from these analyses may help to advance toward a more profound understanding of electrode reaction and degradation mechanisms, providing insights into rational design of better materials for SOFCs.

Katı Oksit Yakıt Hücreleri Elektrot Yüzeyler Sondalama ve Haritalama

Solid oxide fuel cells (SOFCs) are potentially the most efficient and cost-effective solution to utilization of a wide variety of fuels beyond hydrogen ...

Preparation and Reactivity of Gasless Nanostructured Energetic Materials

High-Energy Ball Milling (HEBM) is a ball milling process where a powder mixture placed in the ball mill is subjected to high-energy collisions from the balls. Among other applications, it is a versatile technique that allows for effective preparation of gasless reactive nanostructured materials with high energy density per volume (Ni+Al, Ta+C, Ti+C). The structural transformations of reactive media, which take place during HEBM, define the reaction mechanism in the produced energetic&#160;composites. Varying the processing conditions permits fine tuning of the milling-induced microstructures of the fabricated composite particles. In turn, the reactivity, i.e., self-ignition temperature, ignition delay time, as well as reaction kinetics, of high energy density materials depends on its microstructure. Analysis of the milling-induced microstructures suggests that the formation of fresh oxygen-free intimate high surface area contacts between the reagents is responsible for the enhancement of their reactivity. This manifests itself in a reduction of ignition temperature and delay time, an increased rate of chemical reaction, and an overall decrease of the effective activation energy of the reaction. The protocol provides a detailed description for the preparation of reactive nanocomposites with tailored microstructure using short-term HEBM method. It also describes a high-speed thermal imaging technique to determine the ignition/combustion characteristics of the energetic materials. The protocol can be adapted to preparation and characterization of a variety of nanostructured energetic composites.

This protocol describes the preparation of gasless nanostructured energetic materials (Ni+Al, Ta+C, Ti+C) using the short-term high-energy ball milling (HEBM) technique. It also describes a high-speed thermal imaging method to study the reactivity of mechanically fabricated nanocomposites. These protocols can be extended to other reactive nanostructured energetic materials.

Hazırlık ve Gazsız nanoyapılı reaktivitesi Enerjik Malzemeler

High-Energy Ball Milling (HEBM) is a ball milling process where a powder mixture placed in the ball mill is subjected to high-energy collisions from the ...

Ultrasonic Welding of Thermoplastic Composite Coupons for Mechanical Characterization of Welded Joints through Single Lap Shear Testing

This paper presents a novel straightforward method for ultrasonic welding of thermoplastic-composite coupons in optimum processing conditions. The ultrasonic welding process described in this paper is based on three main pillars. Firstly, flat energy directors are used for preferential heat generation at the joining interface during the welding process. A flat energy director is a neat thermoplastic resin film that is placed between the parts to be joined prior to the welding process and heats up preferentially owing to its lower compressive stiffness relative to the composite substrates. Consequently, flat energy directors provide a simple solution that does not require molding of resin protrusions on the surfaces of the composite substrates, as opposed to ultrasonic welding of unreinforced plastics. Secondly, the process data provided by the ultrasonic welder is used to rapidly define the optimum welding parameters for any thermoplastic composite material combination. Thirdly, displacement control is used in the welding process to ensure consistent quality of the welded joints. According to this method, thermoplastic-composite flat coupons are individually welded in a single lap configuration. Mechanical testing of the welded coupons allows determining the apparent lap shear strength of the joints, which is one of the properties most commonly used to quantify the strength of thermoplastic composite welded joints.

A straightforward procedure for ultrasonic welding of thermoplastic composite coupons for basic mechanical testing is described. Key characteristics of this ultrasonic welding process are the use of flat energy directors for simplified process preparation and the use of process data for the fast definition of optimum processing conditions.

Tek Bindirme Kesme Testi aracılığıyla Kaynaklı Eklemler Mekanik Karakterizasyonu için termoplastik kompozit Kuponlar Ultrasonik Kaynak

This paper presents a novel straightforward method for ultrasonic welding of thermoplastic-composite coupons in optimum processing conditions. The ...

Preparation and 3D Tracking of Catalytic Swimming Devices

We report a method to prepare catalytically active Janus colloids that "swim" in fluids and describe how to determine their 3D motion using fluorescence microscopy. One commonly deployed method for catalytically active colloids to produce enhanced motion is via an asymmetrical distribution of catalyst. Here this is achieved by spin coating a dispersed layer of fluorescent polymeric colloids onto a flat planar substrate, and then using directional platinum vapor deposition to half coat the exposed colloid surface, making a two faced "Janus" structure. The Janus colloids are then re-suspended from the planar substrate into an aqueous solution containing hydrogen peroxide. Hydrogen peroxide serves as a fuel for the platinum catalyst, which is decomposed into water and oxygen, but only on one side of the colloid. The asymmetry results in gradients that produce enhanced motion, or "swimming". A fluorescence microscope, together with a video camera is used to record the motion of individual colloids. The center of the fluorescent emission is found using image analysis to provide an x and y coordinate for each frame of the video. While keeping the microscope focal position fixed, the fluorescence emission from the colloid produces a characteristic concentric ring pattern which is subject to image analysis to determine the particles relative z position. In this way 3D trajectories for the swimming colloid are obtained, allowing swimming velocity to be accurately measured, and physical phenomena such as gravitaxis, which may bias the colloids motion to be detected.

A method to prepare catalytically active Janus colloids that can "swim" in fluids and determine their 3D trajectories is presented.

Katalitik Yüzme Cihazların Hazırlanması ve 3D İzleme

We report a method to prepare catalytically active Janus colloids that "swim" in fluids and describe how to determine their 3D motion using fluorescence ...

Combustion Characterization and Model Fuel Development for Micro-tubular Flame-assisted Fuel Cells

Combustion based power generation has been accomplished for many years through a number of heat engine systems. Recently, a move towards small scale power generation and micro combustion as well as development in fuel cell research has created new means of power generation that combine solid oxide fuel cells with open flames and combustion exhaust. Instead of relying upon the heat of combustion, these solid oxide fuel cell systems rely on reforming of the fuel via combustion to generate syngas for electrochemical power generation. Procedures were developed to assess the combustion by-products under a wide range of conditions. While theoretical and computational procedures have been developed for assessing fuel-rich combustion exhaust in these applications, experimental techniques have also emerged. The experimental procedures often rely upon a gas chromatograph or mass spectrometer analysis of the flame and exhaust to assess the combustion process as a fuel reformer and means of heat generation. The experimental techniques developed in these areas have been applied anew for the development of the micro-tubular flame-assisted fuel cell. The protocol discussed in this work builds on past techniques to specify a procedure for characterizing fuel-rich combustion exhaust and developing a model fuel-rich combustion exhaust for use in flame-assisted fuel cell testing. The development of the procedure and its applications and limitations are discussed.

A protocol for creating a model fuel-rich combustion exhaust is developed through combustion characterization and is applied for micro-tubular flame-assisted fuel cell testing and research.

yanma Karakterizasyonu ve Model Yakıt Kalkınma Micro-tübüler Alev destekli Yakıt Hücreleri

Combustion based power generation has been accomplished for many years through a number of heat engine systems. Recently, a move towards small scale power ...

Two-way Valorization of Blast Furnace Slag: Synthesis of Precipitated Calcium Carbonate and Zeolitic Heavy Metal Adsorbent

The aim of this work is to present a zero-waste process for storing CO2 in a stable and benign mineral form while producing zeolitic minerals with sufficient heavy metal adsorption capacity. To this end, blast furnace slag, a residue from iron-making, is utilized as the starting material. Calcium is selectively extracted from the slag by leaching with acetic acid (2 M CH3COOH) as the extraction agent. The filtered leachate is subsequently physico-chemically purified and then carbonated to form precipitated calcium carbonate (PCC) of high purity (&lt;2 wt% non-calcium impurities, according to ICP-MS analysis). Sodium hydroxide is added to neutralize the regenerated acetate. The morphological properties of the resulting calcitic PCC are tuned for its potential application as a filler in papermaking. In parallel, the residual solids from the extraction stage are subjected to hydrothermal conversion in a caustic solution (2 M NaOH) that leads to the predominant formation of a particular zeolitic mineral phase (detected by XRD), namely analcime (NaAlSi2O6&#8729;H2O). Based on its ability to adsorb Ni2+, as reported from batch adsorption experiments and ICP-OES analysis, this product can potentially be used in wastewater treatment or for environmental remediation applications.

A protocol for the parallel production of precipitated calcium carbonate and zeolitic material from blast furnace slag via mineral carbonation and alkaline hydrothermal conversion, respectively, is presented. The performance of the zeolitic material towards nickel adsorption is tested.

Yüksek Fırın Cüruf iki yönlü Valorizasyon: çöktürülmüş Kalsiyum Karbonat ve Zeolitik Ağır Metal Adsorban Sentezi

The aim of this work is to present a zero-waste process for storing CO2 in a stable and benign mineral form while producing zeolitic minerals with ...

Production and Characterization of Vacuum Deposited Organic Light Emitting Diodes

A method for producing simple and efficient thermally-activated delayed fluorescence organic light-emitting diodes (OLEDs) based on guest-host or exciplex donor-acceptor emitters is presented. With a step-by-step procedure, readers will be able to repeat and produce OLED devices based on simple organic emitters. A patterning procedure allowing the creation of personalized indium tin oxide (ITO) shape is shown. This is followed by the evaporation of all layers, encapsulation and characterization of each individual device. The end goal is to present a procedure that will give the opportunity to repeat the information presented in cited publication but also using different compounds and structures in order to prepare efficient OLEDs.

A protocol for the production of simple structured organic light-emitting diodes (OLEDs) is presented.

Vakum malzemelerin üretim ve organik ışık yayan diyotlar yatırılır

A method for producing simple and efficient thermally-activated delayed fluorescence organic light-emitting diodes (OLEDs) based on guest-host or exciplex ...

Film Control to Study Contributions of Waves to Droplet Impact Dynamics on Thin Flowing Liquid Films

Droplet impact is a very common phenomenon in nature and attracts attention due to its aesthetic fascination and wide-ranging applications. Previous studies on flowing liquid films have neglected the contributions of spatial structures of waves to the impact outcome, while this has recently been shown to have a significant influence on the drop impact dynamics. In this report, we outline a step-by-step procedure to investigate the effect of periodic inlet forcing of a flowing liquid film leading to the production of spatiotemporally regular wave structures on drop impact dynamics. A function generator in connection with a solenoid valve is used to excite these spatiotemporally regular wave structures on the film surface while the impact dynamics of uniform-sized droplets are captured using a high-speed camera. Three distinct regions are then studied; viz. the capillary wave region preceding the large wave peak, the flat film region, and the wave hump region. The effects of important dimensionless quantities such as film Reynolds, drop Weber and Ohnesorge numbers parameterized by the film flow rate, drop speed, and drop size are also examined. Our results show interesting, hitherto undiscovered dynamics brought about by this application of film inlet forcing of the flowing film for both low and high inertia drops.

A protocol to study the contributions of waves to droplet impact dynamics on flowing liquid films is presented.

Katkıları için damlacık darbe dinamikleri ince akan sıvı filmler üzerinde dalgaların çalışmaya film denetimi

Droplet impact is a very common phenomenon in nature and attracts attention due to its aesthetic fascination and wide-ranging applications. Previous ...

Fabrication and Design of Wood-Based High-Performance Composites

Delignified densified wood is a new promising and sustainable material that possesses the potential to replace synthetic materials, such as glass fiber reinforced composites, due to its excellent mechanical properties. Delignified wood, however, is rather fragile in a wet state, which makes handling and shaping challenging. Here we present two fabrication processes, closed-mold densification and vacuum densification, to produce high-performance cellulose composites based on delignified wood, including an assessment of their advantages and limitations. Further, we suggest strategies for how the composites can be re-used or decomposed at the end-of-life cycle. Closed-mold densification has the advantage that no elaborate lab equipment is needed. Simple screw clamps or a press can be used for densification. We recommend this method for small parts with simple geometries and large radii of curvature. Vacuum densification in an open-mold process is suitable for larger objects and complex geometries, including small radii of curvature. Compared to the closed-mold process, the open-mold vacuum approach only needs the manufacture of a single mold cavity.

Delignified densified wood represents a new promising lightweight, high-performance and bio-based material with great potential to partially substitute natural fiber reinforced- or glass fiber reinforced composites in the future. We here present two versatile fabrication routes and demonstrate the possibility to create complex composite parts.

Ahşap Tabanlı Yüksek Performanslı Kompozitlerin İmalatı ve Tasarımı

Delignified densified wood is a new promising and sustainable material that possesses the potential to replace synthetic materials, such as glass fiber ...