3D-utskrift av kraftgenererande TE-rör. a) Schema som visar det kraftgenererande TE-röret tillverkat av de 3D-printade PbTe-rören av p-typ och n-typ framifrån. b) Fotografi som visar komponenterna för modulsammansättningen. c) Fotografi av den tillverkade kraftgenererande TE-rörflisningsenheten av PbTe-ben av p-typ och n-typ och schematisk modell av ett kraftgenererande rörflisning av tio par TE-ben som monterats från den tillverkade enhetsmodulen. Kredit:UNIST
En gemensam forskargrupp, anslutna till UNIST har meddelat att de framgångsrikt har utvecklat en termoelektrisk teknologi för att producera kraftgenererande rör med hjälp av 3D-utskriftstekniker. Forskare fann att den rörformade enheten är effektivare än konventionella enheter. Detta genombrott har tillsammans letts av professor Han Gi Chae och professor Jae Sung Son från institutionen för materialvetenskap och teknik, och professor Sung Youb Kim från institutionen för maskinteknik vid UNIST.
"Genom denna forskning, vi kommer att effektivt kunna omvandla värme som genereras av fabrikens skorstenar, den vanligaste typen av spillvärmekälla, till elektricitet, " sa professor Son. Han sa att detta beror på att de befintliga termoelektriska enheterna var i rektangulära parallellepipediska former.
I den här studien, forskare skapade det termoelektriska röret med ett 3D-tryckt bläck gjord av bly (Pb) och tellur (Te). Metallpartiklar blandades inuti ett glycerollösningsmedel för att ge viskoelasticitet, en status som uppvisar både viskösa och elastiska egenskaper. Röret har en hög termoelektrisk prestanda vid temperaturer mellan 400 och 800 grader Celsius, vilket är temperaturintervallet för en bils avgaser. Rörformen gör den mer effektiv för att samla upp värme än en konventionell rätvinklig typ.
"Om vi använder 3D-utskriftsteknik vid produktion av termoelektriska material, vi kommer att kunna övervinna gränserna för konventionella material, ", sade professor Chae. "Den nya tekniken för att tillhandahålla viskoelastiska egenskaper till 3D-tryckta material kommer att användas inom olika andra sektorer."
Deras arbete har varit med på framsidan av Avancerade energimaterial , som gjordes tillgänglig online i april 2021 innan den slutliga publiceringen i maj 2021. Denna studie har deltagits gemensamt av professor Sangjoon Ahn, Dr Jaehyung Hong, Professor Ji Eun Lee från Chonnam National University, och Jeongin Jang från Korea Electrotechnology Research Institute.
Schematisk illustration som visar de dopningsinducerade ytladdningarna av Na- och Sb-dopade PbTe-partiklar som genererar viskoelastiska kolloider. Kredit:UNIST