欧美视频
旧版入口| 学校主页| 加入收藏 | 设为首页

学院概况

College profile

热点文章

站内搜索

学院新闻

当前位置: 欧美视频 > 学院概况 > 学院新闻 > 正文

华中科技大学欧美视频纳米传热实验室在热电转换方向研究进展

发布日期:2019-01-10    作者:     来源:     点击:

 本站讯12月19日,英国皇家化学学会能源类期刊Journalof Materials Chemistry A在线刊发了华中科技大学欧美视频杨诺教授领衔的纳米传热实验室题为“层状碳化氮材料的优异层间热电性能”(Unexpectedly High Cross-plane Thermoelectric Performance of Layered CarbonNitride)的论文,并被推选为热点文章。(纳米传热实验室主页 http://nanoheat.energy.hust.edu.cn)

  图纳米传热实验室合影共同第一作者定志东(第一排,左二)和安盟(第一排,左一) 能源和环境问题是当今社会实现可持续发展亟需解决的两个问题,寻求绿色、清洁可替代能源成为科学家关注的研究热点。热电材料能够实现能量从热能到电能的直接转换,从而将废热转换为可利用的电能。研究热电材料的关键是如何提高热电材料的能量转换效率,即热电材料的品质因子ZT。它是由材料的热输运、电输运系数来决定的。理想的热电材料具有低热导率、高电导率和高塞贝克系数的材料。2015年我们提出的全新提高ZT因子的思路:在保持三维纳米结构分子晶体的低热导率的前提下,调制其低维电子能带来提高电输运性质,从而实现高效热电转换[NanoLetters, 15, 5229 (2015)]。基于这一创新思路,利用第一性原理和分子动力学模拟方法,我们进一步研究了氮化碳聚合物的热电性能。氮化碳是一种典型的有机聚合物半导体,被广泛应用于光催化、电催化产氢、生物医药检测、电池、太阳能电池等领域。在N型掺杂的作用下,其室温下的ZT高达0.52。该材料优异的热电性能源于其层间准一维的电子输运特性和较低的热导率。对比该氮化碳聚合物和另外两种类石墨氮化碳材料(g-C3N4),我们进一步分析了其高热电转换效率的机制。层间结构的堆叠方式与层间距影响了层间电子轨道的耦合效应。层间电子耦合效应和层内电子受限的特点,共同促进了层间准一维电荷输运的特性,且电子耦合效应对层间热导率贡献较小。

  图类石墨碳化氮中热电性能 该工作中华中科技大学欧美视频杨诺教授、物理学院吕京涛教授、日本东京大学JunichiroShiomi教授为该论文的通讯作者,纳米传热实验室定志东和安盟同学为共同第一作者,合作者还有莫深秋,余晓翔,金泽林,东京大学YuxuanLiao以及美国弗吉尼亚大学KeivanEsfarjani教授。目前,定志东同学在美国弗吉尼亚大学攻读博士学位,安盟博士任职陕西科技大学副教授。该工作得到了国家自然科学基金(面上和NSFC-JSPS中日交流项目)、湖北省自然科学基金、以及华中大前沿青年团队项目(吕京涛)的支持。 


论文链接: http://dx.doi.org/10.1039/C8TA10500F