|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
东南大学科研团队在热电转换研究领域取得新进展
近日，东南大学物理学院倪振华教授和吕俊鹏教授课题组与新加坡科技局材料工程研究院吴靖研究员合作，发现在基于二维Bi2O2Se的场效应晶体管中施加门电压可以调控极化光学声子散射到压电散射的转变，实现了塞贝克系数与电导率的去耦合，达到了宽温度范围的高热电功率因子。 基于塞贝克效应的热电材料可以实现热能和电能的直接转换，在绿色清洁能源和低温制冷等领域有着十分重要的应用，如何提高热电材料转化效率一直是该领域研究的核心问题。热电参数之间的强耦合使得提高材料的热电性能具有挑战性。长期以来，由于载流子散射机制的复杂性，在调控载流子散射机制方面十分困难，因此常常忽略了载流子迁移率在独立增强热电性能（不牺牲塞贝克系数的情况下提高电导率）方面的作用。 不同于目前广泛研究的石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷等二维材料，二维Bi2O2Se的低声子群速度和强声子非谐散射使其具有极低的热导率(~0.92 W/mK APL 115, 193103 (2019))，同时兼具的高电子迁移率和良好的环境稳定性使得其在热电以及能源转化领域有着巨大的潜力。基于二维Bi2O2Se场效应晶体管的热电输运，二维Bi2O2Se载流子迁移率在高温下由极化光学声子散射主导，在低温下由压电散射主导。当压电散射主导时，其迁移率显著提高。同时电导率的急剧上升并没有导致塞贝克系数的明显下降，表明散射机制的调控可以实现电导率和塞贝克系数的去耦合。这与之前通过调控载流子浓度来平衡电导率和塞贝克系数的策略完全不同。同时，这种散射机制的转变温度具有高度的门电压可调性，通过施加一定大小的门电压，可以显著提高极化光学声子散射到压电散射的转变温度。热电功率因子与迁移率在两个数量级的调制上展现出近似线性的相关性，最终实现宽温度范围(80-200K)的高热电功率因子(>400mW-1m-1K-2)。 该工作发现了通过门电压调控二维Bi2O2Se的散射机制可以有效的调节其热电性能，证明了散射机制的调控可以很好的实现热电参数之间的去耦合。高栅极可调性允许对散射机制进行精细的控制，从而揭示更深入的物理机制。对于探索低维材料应用于低温制冷和物联网自供电领域具有深远意义。
东南大学
2021-02-01
一种微波快速合成-烧结制备ZrNiSn块体热电材料的方法
（专利号：ZL 201510388992.4） 简介：本发明公开了一种微波快速合成‑烧结制备ZrNiSn块体热电材料的方法，属于热电材料制备方法技术领域。本发明的一种微波快速合成‑烧结制备ZrNiSn块体热电材料的方法，其步骤：原料配制和冷压成型，微波合成，ZrNiSn热电合金的破碎、球磨和二次冷压成型以及微波烧结。本发明通过将微波合成与微波烧结相结合，并控制合成与烧结过程中的各种工艺参数，使ZrNiSn热电材料的组织中原位析出纳米晶粒，从而显著降低ZrNiSn热电材料的热导率，获得热电性能优越、组织和性能分布均匀且具有单一相的ZrNiSn块体热电材料。
安徽工业大学
2021-04-11
一种适用于气热电供暖的智能交互终端设备
本实用新型涉及智能楼宇技术，具体涉及一种适用于气热电供暖的智能交互终端设备，包括流量监 控平台、网络服务器、云服务器、4G 模块、电源模块、远程移动终端，还包括至少一个用户侧分布式 能源控制器和智能供热系统;用户侧分布式能源控制器通过网络服务器、云服务器与流量监控平台连接， 用户侧分布式能源控制器分别与智能供热系统、电源模块、远程移动终端相连接，云服务器通过 4G 模 块与远程移动终端连接。该智能交互终端设备能根据气、热、电传输网络中的能源实时价格、住户温度 和用户实际需求，智能地调节住户供热方案，改进用户对能源的需求弹性和响应能力，从而节省更多的 能源费用并提高用户的满意度。
武汉大学
2021-04-13
一种储能型冷热电三联供地暖装置
本实用新型属于智能楼宇技术领域，尤其涉及一种储能型冷热电三联供地暖装置，包括燃气-蒸汽 联合循环机组、控制系统、溴化锂制冷器、电制冷器、电加热器、热源和相变储能器;燃气-蒸汽联合 循环机组连接控制系统;控制系统分别与溴化锂制冷器、电制冷器、电加热器、热源连接;溴化锂制冷 器、电制冷器、电加热器和热源分别与相变储能器，供水口、回水口连接，供水口、回水口与地暖水管 连接。本地暖装置通过将电能与热能运用于传统地暖设备，实现电能与热能的综合利用，热源充裕时， 电能可为其他家电供能，当热源不足时，通过电能进行辅助供能;当能量富余时，通过相变储能器进行 能量储存，从而最大化地实现用户用电经济性与能源利用的高效性。
武汉大学
2021-04-13
一种聚光光伏-光热-风力-热电一体化系统
（专利号：ZL 201410182249.9） 简介：本发明公开了一种聚光光伏-光热-风力-热电一体化系统，属于太阳能综合利用技术领域。本发明包括光伏光热温差发电锅炉、聚光式太阳灶、太阳灶及锅炉支架、通风管道、风力发电装置、太阳能电池组件和保温水仓，光伏光热温差发电锅炉的顶部及底部均设置太阳能电池片进行光伏发电，聚光式太阳灶收集太阳能反射给光伏光热温差发电锅炉底部中心处传热合金块从而加热锅炉内的水，加热后的水自动进入保温水仓进行保温；同时
安徽工业大学
2021-01-12
一种基于多段热电模组构成的柔性供电表带
本实用新型公开了一种基于多段热电模组构成的柔性供电表带。柔性供电表带中间至少由一段密度大且等距排布热电模组的供电表带，其两侧至少各由一段相同的密度小且等距排布热电模组的供电表带连接而成；热电模组的供电表带，从手腕穿戴面向外都具有依次为导热层，装有热电模组的柔性印刷电路板和多个散热层，柔性印刷电路板上表面热电模组中的每个热电对分别装在各自表带主体的长方形通孔中，每个热电对分别通过冷端铜导电片与各自的散热层连接，散热层均位于表带主体外。本实用新型在保证供电表带贴合手腕轮廓的前提下提高热电模组中热电对的对数，提高供电表带的输出驱动能力。表带主体采用聚二甲基硅氧烷，柔性较好，可以适合不同手臂表面。
浙江大学
2021-04-13
面向物联网的砷化镓基具有热电转换功能的MESFET器件
本发明提供的一种面向物联网的砷化镓基具有热电转换功能的MESFET器件，主要包括MESFET和热电偶。MESFET选择半绝缘的GaAs作为衬底，通过GaAs工艺和MEMS表面微机械加工实现具有能量转换功能的MESFET。在源漏栅的金层四周制作一层二氧化硅，化学机械抛光后，制作热电偶的金属Au型热电臂和砷化镓型热电臂，蒸金连接两种热电偶臂，将源漏栅的热电偶电极进行金属连线，留下两个热电偶电极作为塞贝克电压的输出极。
该砷化镓基具有热电转换功能的MESFET器件根据塞贝克效应，可以将器件工作产生的热能转换为电能，实现能量收集的同时缓解了散热问题。通过检测输出塞贝克电压的大小来实现对热耗散功率大小的检测。
东南大学
2021-04-11
竞赛机器人性能测试及显示装置和其性能测试及显示方法
竞赛机器人性能测试及显示装置，可应用于机器人轨迹赛，如机器人直线行走、直线花样行走、直线绕障行走、按规定图形行走竞赛等，使竞赛规则更为直观、明朗，减小竞赛结果判断的人为误差。将该竞赛机器人性能测试及显示装置应用于机器人性能的评价，为生产者、销售者和购置者提供更为统一、直观、准确的评价标准。进一步扩展该竞赛机器人性能测试及显示装置，如使系统自动升降、倾斜等，可进一步丰富机器人竞赛规则、完善机器人性能评价标准。利用竞赛机器人性能测试及显示装置反馈的机器人性能信息，可进行更为深入的机器人研究开发，例如应用于人形机器人步态规划中，可推动机器人研究事业的发展。该成果已获专利 2 项，发表英文学术论文 2 篇。
西安科技大学
2021-04-11
一种定量检测涂层不粘性能装置及涂层不粘性能检测方法
简介：本发明公开了一种定量检测涂层不粘性能装置，涉及涂层不粘性能检测技术领域。本发明的定量检测涂层不粘性能装置包括液体加热机构、试样加热机构、倾角控制机构和温度控制机构，框架内部设有横梁，横梁上固定有液体加热机构，试样加热机构位于液体加热机构的下方，倾角控制机构与试样加热机构转动连接，倾角控制机构用于控制试样加热机构相对于水平面的倾斜角度。本发明的涂层不粘性能检测方法，通过向试样板倾倒定量热态重油，测量试样板上的重油残余量来定量衡量涂层的不粘性能。本发明实现了定量衡量涂层不粘性能的目标。
安徽工业大学
2021-04-11
高性能耐腐蚀微孔曝气器
在高难污水生物法处理工艺中，曝气是处理系统中一个重要的工艺过程，曝气设备 是主要设备。该过程是人为地通过曝气器向生化曝气池中通入空气，以达到预期的目的。 曝气不仅使池内液体与空气接触充氧，而且由于搅动液体，加速了空气中氧向液体中转 移，从而完成充氧的目的；曝气效果的好坏极大地影响污水处理系统的效率，而对曝气 效果影响最大的因素就是曝气器的性能。 市场上橡胶膜式曝气器的材质，最常用是 EPDM（三元乙丙橡胶）,有好的耐酸碱性， 但因为分子内无极性取代基存在，也导致其对极性溶剂如烃类、芳香类等溶剂的耐受性 很差，限制了其在高难工业废水当中的应用。另一类膜式曝气器是以硅橡胶为主要材质 的。硅橡胶也比普通橡胶具有更好的耐热性和较好的耐极性溶剂的特性，但硅橡胶也有 显著的缺点，即对酸碱水质的耐受性不足，对非极性有机溶剂的耐受性极差，如正已烷 等。因此在用于高难废水处理的工程当中，无法使用硅橡胶类的曝气器产品。 本项目成果产品耐腐蚀曝气器采用改性的超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）材料作为制 造曝气器的主要基体材料，克服了市场上普遍存在的其他类型曝气器存在的缺点（耐腐 蚀性差、耐堵性差），实现了超强的耐腐蚀性和耐堵性。对于在水环境比较复杂的污水 处理中，使用本项目成功曝气器与其他材质的产品相比具有明显优势： 1、耐腐蚀强，使用寿命长（可达 8-10 年），对高难废水适应性好。 2、耐堵塞性能好。 本项目产品聚乙烯曝气器表面有一光滑的准膜状物，停风过程中，准膜状物能将部 分颗粒有效截留在表面，开风即吹开，有效地减缓了堵塞。使用 7-8 年不发生堵塞。 3、阻力小，能耗低。 本项目产品曝气器阻力比其它微孔曝气器低 500～1000Pa，节能最多。 4、生产成本低，价格竞争力强。 本项目产品通过前期批量生产，经过成本核算，本项目产品耐腐蚀曝气管平均每米 的生产成本仅为 50 元左右，其中原材料成本 30 元，工艺成本 10 元，人员成本 10 元。 售价在 200 元/米左右。 5、应用领域广泛 本项目曝气器产品不仅可以用在高难废水处理领域，在其他领域如城市污水处理系 统、一般工业污水处理系统中也可以使用，没有任何性能方面损失。 6、氧利用率和动力效率比其它曝气器高 5~10%。且由于孔径固定，整个使用期内， 氧利用率和动力效率变化小。
同济大学
2021-04-11