09-Sep-19
研究人员在设计利用废热发电的导电和导热聚合物方面取得了突破。马萨诸塞大学阿默斯特分校的一个研究小组在利用一种通常不导电的普通材料——聚合物从废热中产生能量的研究上取得了突破性进展。化学家Dhandapani Venkataraman和电气工程师Zlatan Aksamija发现了使聚合物材料导电的一个关键变量——通过观察掺杂过程中的一个新特性，即在聚合物中加入分子、移除或添加电子以使其导电。
“当我们增加掺杂时，我们可以增加其电导率，但降低热诱导电压，”Venkataraman向《设计新闻》解释这一发现。“如果我们减少掺杂，我们降低了电导率，但增加了热诱导电压。我们需要平衡两者。”
他告诉我们，研究人员特别发现，掺杂剂可以聚集，也可以不聚集。这是实现电导率平衡的关键。“我们发现这种聚类是一个重要的新变量，我们可以通过调整来实现平衡，”Venkataraman告诉《设计新闻》。Venkataraman告诉我们，Aksamija已经领导了之前的研究，创造了聚合物基材料，将太阳能储存在化学化学键中，并根据需要释放它们。他说，所以目前的工作是有先例的。Venkataraman告诉《设计新闻》:“我们的下一步自然是将这些热量转化为电能。”“因此，我们开始研究基于聚合物的热电材料。我们对实验室的一些实验结果也很感兴趣。所以我们携手研究将废热转化为能量的问题。”
研究人员说，服用兴奋剂通常需要权衡利弊。它可以实现大电流和小热敏电压，也可以实现大电压和小电流;然而，它不可能两者兼得。研究人员说，通常情况下，如果研究人员改善了一种性能，另一种就会变得更糟，使材料难以达到平衡。为了实现这项研究的目标，该团队进行了从零掺杂到最大掺杂的实验和效率分析，以得出聚合物的最佳导电平衡。研究人员将他们的研究成果发表在《自然通讯》杂志上。Venkataraman说，这个结果可能会让该领域的其他科学家感到惊讶，这是一个重要的结果，因为聚合物是研究从废热中产生能量的有用材料，原因有两个。
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