3000 K高温下柔性还原石墨烯氧化膜的热电性能

jiehou

        集中太阳能和高温废热的发电目前主要限于光伏板和机械热力发动机，其温度限制在1500K以下。高操作温度有利于获得高卡诺效率，能够有效地将热量转换成电力。卡诺效率和功率输出都随着温度升高而增加，然而在更高的温度下，机械热力发动机变得更加复杂。此外，开发柔性的热电（TE）器件，可以轻松集成到大规模制造中。对于涉及聚合物的柔性TE应用，最高工作温度受到更大的限制（≤500K）。因此，开发能够在高温下工作同时保持其柔性和TE性能的新材料具有极大的挑战。

        近日，马里兰大学胡良兵教授和Dennis H. Drew（共同通讯作者）等人展示了一种基于高温还原氧化石墨烯纳米片的热电转换材料。研究人员在3300 K进行还原处理后，3000K时的纳米片膜的电导率增加到4000 Scm-1且功率因数S2σ高达54.5μWcm-1 K-2。报告测量表征该膜的热电性能高达3000 K。还原石墨烯氧化膜还表现出高的宽带辐射吸收，可以充当辐射接收器和热电发生器。该成果以“Thermoelectric properties and performance of flexible reduced graphene oxide films up to 3,000 K”为题于2018年2月5日发表在期刊Nature Energy上，论文的第一作者为李恬博士。