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水泥基热电材料


描述

水泥基热电材料是实现绿色建筑能源自给和智慧基础设施监测的潜力候选。
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分类

示意图

复合碳基和金属基填料对水泥基热电材料热电性能的影响:(a)均匀体积混合、梯度体积混合和梯度层混合的示意图,(b)MnO₂-碳纤维-水泥基热电材料示意图,(c)Ni-MnO₂表面和(d)横截面的扫描电子显微镜图像,(e)ZnO在暴露于CO气氛后电导率减小的示意图。
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水泥基热电器件制备工艺示意图:(a)干压法制备水泥基热电材料示意图,(b)湿混法制备水泥基热电材料示意图,(c)四探针法测试电导率示意图,(d)双探针法测试热电效应示意图,(e)高导电石墨烯-硅酸盐复合材料构建过程,(f)采用p型和n型碳纳米管-水泥基热电材料制备的水泥基热电偶,(g)由4个元件组成的水泥基热电器件,(h)由9个元件组成的水泥基热电器件,(i)多元件组成水泥基热电器件的示意图。
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热电性能

近年来,随着对可持续能源和碳中和的关注不断提升,大量研究致力于优化水泥基热电材料的热电性能,包括通过引入碳基、金属基等多类型填料提升导电性和Seebeck系数,利用复合改性实现离子-电子协同传输,并通过界面处理改善结构完整性和性能稳定性。
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影响

基体与填料复合对水泥基热电材料的影响:(a)地聚物形成的示意图,(b)低钙和高钙前驱体网络中硅网络的示意图,(c)地聚物内禀电压随时间的变化,(d)离子在∆T作用下的三个阶段及其对电压影响的示意图,(e)单壁碳纳米管-碱激发水泥机械性能与热电性能的反比关系,(f)抗压强度与(g)Seebeck系数与MnO₂含量的相关性。
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制备

其它

水泥基热电器件在能量收集中的应用:(a)研究水泥基热电材料能量收集特性的实验装置示意图,(b)单位面积器件获得的能量与功率计算结果,(c)辐射状态下器件表面温度分布,(d)水泥基热电发电机热电性能与能量收集的测量结果,(e)3小时辐照下膨胀石墨-水泥基热电发电机(上)与膨胀石墨-ZnO-水泥基热电发电机(下)的红外热成像图,(f)水泥-聚乙烯醇模块结构示意图,(g)水泥-聚乙烯醇模块加热后的电压曲线,以及经其充电后的100μF和1000μF电解电容器电压曲线,(h)水泥-聚乙烯
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