Search academic texts

Information × Registration Number 2123U004773, Article popup.category Стаття Title popup.author popup.publication 01-01-2023 popup.source_user Сумський державний університет popup.source https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/92859 popup.publisher Sumy State University Description Розроблено новий ефективний гнучкий гідрофобний термоелектричний (ТЕ) матеріал із підвищеною термічною стабільністю та механічною міцністю для виробництва зеленої енергії. Гнучка наноцелюлозна підкладка товщиною 8 мкм була отримана зі стебел звичайного очерету шляхом TEMPOопосередкованого окислення. Вона має високий індекс кристалічності 88 % і області когерентного розсіювання нанокристалів в межах від 2 до 3 нм. Плівка CuI товщиною 4,3 мкм була нанесена на підкладку NC методом послідовної адсорбції та реакції іонних шарів (SILAR), і таким чином був отриманий тонкоплівковий термоелектричний матеріал CuI/NC. Середній розмір областей когерентного розсіювання CuI становить 25 нм. Нанокристали CuI містять дислокації (1.6·1015 ліній/м2) і мікродеформації розтягу 6·103 від. од. Оптична заборонена зона Eg для прямих дозволених переходів у плівці CuI дорівнює близько 3,0 еВ. Висока гідрофобність матеріалу CuI/NC є корисною властивістю для застосування у вологому середовищі. Матеріал CuI/NC містить однакову кількість атомів міді та йоду. Крім того, в плівці йодиду міді присутня невелика кількість сірки (<1 ат.%), що збільшує фактор термоелектричної потужності матеріалу CuI/NC до 6,7 мкВт/(м К2) при T = 340 K.. Його позитивний коефіцієнт Зеєбека S = 108 µV/K підтвердив p-тип провідності CuI. Зміна питомого опору при початковому нагріванні та подальшому охолодженні продемонструвала кросовер електропровідності, який є типовим для плівок нанокристалічного виродженого напівпровідника CuI. Зразок CuI/NC у вигляді смужки 3 см x 1 см тестували як планарний тонкоплівковий ТЕ елемент. Експериментально зафіксовано щільність вихідної потужності TE елемента CuI/NC 0.123 Вт/м2 при різниці між його гарячим і холодним краями 40 К. Herein, we have developed a new efficient flexible hydrophobic thermoelectric (TE) material with increased thermal stability and mechanical strength for green energy production. The 8 µm thick flexible nanocellulose (NC) substrate was obtained from stalks of common reed by TEMPO-mediated oxidation. It has a high crystallinity index of 88 % and the amount of coherent scattering of nanocrystals in the range from 2 to 3 nm. A CuI film with a thickness of 4.3 µm was deposited on the NC substrate by the Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR), and thus a CuI/NC thin film thermoelectric material was obtained. The average size of the CuI coherent scattering regions is 25 nm. CuI nanocrystals contain dislocations (1.6·1015 lines/m2) and tensile microstrains of 6·103 arb. units. The optical band gap Eg for direct allowed transitions in the CuI film is about 3.0 eV. The high hydrophobicity of the CuI/NC material is a useful feature for applications in humid environments. The CuI/NC material contains the same number of copper and iodine atoms. In addition, a small amount of sulfur (< 1 at.%) is present in the copper iodide film, which increases the thermopower coefficient of CuI/NC to 6.7 µW/(m K2) at T = 340 K. Its positive Seebeck coefficient S = 108 µV/K confirmed the p-type conductivity of CuI. The change in the resistivity upon initial heating and subsequent cooling demonstrated the electrical conductivity crossover typical of films of nanocrystalline degenerate semiconductor CuI. A CuI/NC sample in the form of a 3 cm x 1 cm strip was tested as a planar thin film TE element. The output power density of a CuI/NC TE element 0.123 W/m2 was experimentally recorded at a difference between its hot and cold edges of 40 K. popup.nrat_date 2025-03-24 Close