Los científicos del Laboratorio Nacional de Energía Renovable NREL del Departamento de Energía de EE. UU. Informaron avances significativos en el rendimiento termoeléctrico de los semiconductores orgánicos basados en películas delgadas de nanotubos de carbono que podrían integrarse en telas para convertir el calor residual en electricidad o servir como una pequeña potenciafuente.
La investigación demuestra un potencial significativo para los nanotubos de carbono de pared simple semiconductores SWCNT como el material primario para generadores termoeléctricos eficientes, en lugar de usarse como un componente en un material termoeléctrico "compuesto" que contiene, por ejemplo, nanotubos de carbono y un polímeroEl descubrimiento se describe en el nuevo Energía y ciencias ambientales papel, factores de potencia termoeléctricos grandes de tipo n y p de películas delgadas de nanotubos de carbono de pared simple semiconductoras dopadas.
"Hay algunas ventajas inherentes al hacer las cosas de esta manera", dijo Jeffrey Blackburn, científico principal en el centro de Ciencia y Tecnología Química y de Materiales de NREL y coautor del artículo con Andrew Ferguson. Estas ventajas incluyen la promesa de soluciónprocesados por semiconductores que son livianos, flexibles y económicos de fabricar. Otros autores de NREL son Bradley MacLeod, Rachelle Ihly, Zbyslaw Owczarczyk y Katherine Hurst. Los autores de NREL también se unieron con colaboradores de la Universidad de Denver y socios de International Thermodyne, Inc., con sede en Charlotte, Carolina del Norte
Ferguson, también científico sénior en el Centro de Ciencia y Tecnología Química y de los Materiales, dijo que la introducción de SWCNT en los tejidos podría cumplir una función importante para la electrónica personal "ponible". Al capturar el calor corporal y convertirlo en electricidad, el semiconductor podríaalimente dispositivos electrónicos portátiles o sensores incrustados en la ropa.
Blackburn y Ferguson publicaron dos documentos el año pasado sobre SWCNT, y la nueva investigación se basa en su trabajo anterior. El primer artículo, en Nature Energy, mostró el potencial que tienen los SWCNT para aplicaciones termoeléctricas, pero las películas preparadas en este estudio conservaron ungran cantidad de polímero aislante. El segundo papel, en ACS Energy Letters, demostró que la eliminación de este polímero de "clasificación" de una película delgada SWNCT ejemplar mejoró las propiedades termoeléctricas.
El documento más reciente reveló que la eliminación de polímeros de todos los materiales de partida SWCNT sirvió para aumentar el rendimiento termoeléctrico y conducir a mejoras en la forma en que los portadores de carga se mueven a través del semiconductor. El papel también demostró que la misma película delgada SWCNT logró un rendimiento idéntico cuando se dopaba con cualquieraportadores de carga positiva o negativa. Estos dos tipos de material, llamados las patas tipo p y tipo n, respectivamente, son necesarios para generar suficiente energía en un dispositivo termoeléctrico. Polímeros semiconductores, otro material termoeléctrico orgánico muy estudiado, típicamenteproducen materiales de tipo n que funcionan mucho peor que sus contrapartes de tipo P. El hecho de que las películas delgadas SWCNT puedan hacer que las patas de tipo p y n sean del mismo material con idéntico rendimiento significa que la corriente eléctrica en cada pata es inherentementeequilibrado, lo que debería simplificar la fabricación de un dispositivo.t materiales termoeléctricos orgánicos de polímeros semiconductores procesados en solución de vanguardia.
"Realmente podríamos fabricar el dispositivo de un solo material", dijo Ferguson. "En los materiales termoeléctricos tradicionales hay que tomar una pieza de tipo p y otra de tipo n y luego ensamblarlas en un dispositivo".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Energía Renovable . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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