توصيفگر ها :
مولد ترموالكتريك , اثر سيبك , نانوالياف , پليمر رسانا , مكسين
چكيده فارسي :
در حال حاضر بخش زيادي از انرژي موجود در فرآيندهاي خانگي و صنعتي به صورت گرما تلف مي‌شود. از اين گرماي اتلافي مي‌توان براي تامين انرژي پايدار استفاده كرد. گرماي اتلافي در فرآيندهاي مختلف را مي‌توان به وسيله مولدهاي ترموالكتريك كه توانايي تبديل مستقيم انرژي حرارتي به انرژي الكتريكي را دارند، جمع‌آوري كرد. هدف از اين پژوهش توليد نانوالياف اكريليك پوشش داده شده با پليمر رساناي پلي (4،3-اتيلن دي اكسي تيوفن) - پلي (استايرن سولفونات) و نانوصفحات مكسين، مشخصه‌يابي و نهايتا بررسي خواص ترموالكتريك آن‌ها است. براي اين منظور در ابتدا نانوالياف اكريليك به عنوان بستر به روش الكترورسي توليد شد. سپس در مراحل مختلف پليمر رساناي مذكور، نانوصفحات مكسين و تركيب آن‌ها روي سطح نانوالياف پوشش داده شد. پس از آن، مورفولوژي سطحي، خواص ساختاري، شيميايي و همچنين عملكرد ترموالكتريكي نمونه‌ها اندازه‌گيري و ارزيابي شد. در نهايت نمونه‌هاي بهينه از نظر ساختار و خواص ترموالكتريكي در هر بخش براي ساخت ماژول‌هاي ترموالكتريك مورد استفاده قرارگرفتند. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد كه ضريب سيبك و ضريب توان ترموالكتريك نمونه‌هاي بهينه پوشش داده شده با پليمر رسانا، نانوصفحات مكسين و تركيب آن‌ها به ترتيب برابر با 9/12، 57/9- و 53/20 ميكروولت بر كلوين و 26/0، 18/0 و 52/0 نانووات بر متر كلوين به توان دو است. همچنين مشخص شد كه ماژول ترموالكتريك توليد شده از نانوالياف پوشش داده شده با تركيب پليمر رسانا و نانوصفحات مكسين بهترين عملكرد ترموالكتريكي را از خود نشان مي‌دهد و در دماي محيط با اعمال اختلاف دماي 20 كلوين مقدار 1/3 ميلي‌ولت اختلاف پتانسيل توليد مي‌كند. اين ماژول با اعمال اختلاف دماي 55 كلوين داراي توان الكتريكي 020/2 نانووات است.
چكيده انگليسي :
A significant amount of energy is currently being wasted as heat in both household and industrial processes. This heat can be harnessed to create sustainable energy. Thermoelectric generators can capture waste heat from various processes and convert it directly into electrical energy. The goal of this study is to develop acrylic nanofibers that are coated with a conductive polymer called poly(4,3-ethylenedioxythiophene)-poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS) and MXene nanosheets, then to analyze and explore their thermoelectric properties. To begin, acrylic nanofibers were created as a base using the electrospinning method. Subsequently, the surface of the nanofibers underwent coating with the PEDOT:PSS conductive polymer, MXene nanosheets, and a combination of PEDOT:PSS/MXene at various stages. Following this, the samples were analyzed to assess their surface morphology, structural and chemical properties, as well as their thermoelectric performance. Finally, the most suitable samples in terms of structure and thermoelectric properties in each section were utilized to fabricate thermoelectric modules. The research results indicated that the Seebeck coefficient and thermoelectric power factor for the optimal samples coated with PEDOT:PSS, MXene nanosheets, and PEDOT:PSS/MXene combination are 12.9, -9.57, and 20.53 μV/K, and 0.26, 0.18, and 0.52 nW/mK2, respectively. The best thermoelectric performance was observed in the thermoelectric module made from nanofibers coated with a combination of PEDOT:PSS/MXene, which generated a potential difference of 1.3 mV at room temperature with a temperature difference of 20 K. When a temperature difference of 55 K was applied, this module exhibited an electrical power of 2.020 nW.
