Que faire si vous pouvez facilement imprimer une mince couche de matériau – pour une utilisation partout – qui permettrait de créer des pêcheurs de l’énergie flexibles ou refroidisseurs? Cela pourrait bientôt être une réalité.
conversion thermoélectrique est un état solide et une technologie respectueuse de l’environnement de conversion d’énergie avec de larges applications qui incluent le refroidissement à l’état solide, la récupération d’énergie et la récupération de la chaleur résiduelle.
dispositifs thermoélectriques flexibles sont particulièrement attrayants pour la récupération de la chaleur résiduelle le long des surfaces profilées et pour des applications de récupération d’énergie à des capteurs de puissance, dispositifs biomédicaux et l’électronique portable – une zone connaît une croissance exponentielle. Cependant, l’obtention d’un faible coût, les matériaux thermoélectriques flexibles et efficaces est extrêmement difficile en raison de nombreux matériaux et les défis de fabrication.
Dans le travail dirigé par le professeur Zhang Yanliang à Boise State University, à haute performance et à faible coût des films et des dispositifs thermoélectriques flexibles ont été fabriqués par un procédé de sérigraphie innovante qui permet la conversion directe de nanocristaux dans des dispositifs thermoélectriques flexibles.
Le contrôle précis de la forme et la surface de la chimie des nanocristaux de départ et l’optimisation de la nano-encre et sérigraphie sont les facteurs clés qui ont donné lieu à des performances sans précédent dans les matériaux thermoélectriques imprimés.
Le document sur ce travail, « High-performance et films thermoélectriques flexibles par sérigraphie solution-traitée crystalsis de nanofeuillet, » est publié sur le site Web des rapports scientifiques. La collaboration avec la société de démarrage de haute technologie ThermoAura, en se concentrant sur la synthèse des nanocristaux, a également contribué à la réussite de ce travail.
Sur la base de l’analyse initiale des coûts, les films sérigraphiés peuvent réaliser des dispositifs thermoélectriques à 2-3 cents par watt, un ordre de grandeur inférieur à celui des appareils commerciaux actuels state-of-the-art. Une telle réduction des coûts serait une technologie thermoélectrique de conversion d’énergie très compétitif qui pourrait énormément ouvrir les marchés largement sous sur la récupération de la chaleur résiduelle.
Cette méthode d’impression additif ne profitera pas seulement thermoélectrique, mais aussi entraîner une approche de fabrication perturbatrice pour d’autres appareils électroniques et la conversion de l’énergie ou des technologies de stockage de coût et de flexibilité ultralow.
La vision de Zhang sur épousant la fabrication additive et de la technologie de l’énergie de pointe pour permettre aux grandes percées technologiques a également été reconnu par un important organisme de financement fédéral. Il a récemment reçu un prix de l’infrastructure du ministère de l’Énergie des Etats-Unis d’investir un équipement d’impression d’additifs de pointe et d’établir des capacités de fabrication additive state-of-the-art à Boise State.
Cette nouvelle capacité permettra aux étudiants d’effectuer des recherches de pointe sur la fabrication additive et leurs applications sur les capteurs d’impression, l’électronique flexible et conversion de l’énergie et des systèmes de stockage.
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