29.04.2025 by Dr. Chiara Baldini
Mengubah Limbah Panas Menjadi Tenaga dengan Teknologi Nanoribbon - Meningkatkan Kinerja Termoelektrik
Dalam ilmu material tingkat lanjut, rekayasa struktur yang tepat pada skala nano sangat penting untuk mengoptimalkan kinerja komposit keramik dalam berbagai aplikasi, termasuk elektronik, manajemen termal, dan terutama bahan termoelektrik. Tantangan mendasar dalam bidang ini adalah menciptakan struktur asimetris terkendali yang mengoptimalkan sifat terarah dan efisiensi fungsional.
Sebuah penelitian kolaboratif baru-baru ini, "Penataan asimetris komposit keramik melalui nanoribbon natrium kobaltit dan kalsium kobaltit yang dipintal bersama," yang diterbitkan dalam Journal of the American Ceramic Society, merupakan kemajuan yang signifikan untuk mengatasi tantangan ini. Para peneliti dari Institut Kimia Fisik dan Elektrokimia di Universitas Leibniz Hannover (Jerman) dan Departemen Teknik Kimia Wolfson di Institut Teknologi Technion-Israel (Haifa, Israel) menggunakan metode fabrikasi inovatif yang disebut co-electrospinning. Variasi canggih dari electrospinning ini memungkinkan persiapan nanoribbon komposit yang terdiri dari natrium kobaltit (NaCo₂O₄) dan kalsium kobaltit (Ca₃Co₄O₉) secara tepat. Pendekatan ini memberikan kontrol yang akurat terhadap mikrostruktur dan tekstur keramik, menciptakan bahan yang secara khusus dirancang untuk meningkatkan kinerja termoelektrik.
Karakterisasi Tingkat Lanjut dengan NETZSCH DSC dan LFA: Kunci Kinerja Termoelektrik
Laboratorium kami di NETZSCH Analyzing & Testing menyumbangkan analisis termal khusus yang penting untuk penelitian ini. Secara khusus, Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal dalam bidang dan di luar bidang (λ) secara akurat ditentukan berdasarkan Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu.difusivitas termal, yang diukur menggunakan NETZSCH LFA 467 HT HyperFlash, dan nilai Kapasitas Panas Spesifik (cp)Kapasitas panas adalah kuantitas fisik spesifik material, ditentukan oleh jumlah panas yang disuplai ke spesimen, dibagi dengan kenaikan suhu yang dihasilkan. Kapasitas panas spesifik terkait dengan satuan massa spesimen. kapasitas panas spesifik, yang diperoleh dengan NETZSCH DSC 404 F1 Pegasus® .
Pengukuran ini berkontribusi pada evaluasi komprehensif perilaku termal komposit.
Penelitian ini menunjukkan peningkatan kinerja termoelektrik, dengan faktor daya 9,9 μW/cm²K² dan nilai ZT 0,49 pada 1073 K, melampaui nilai yang dilaporkan sebelumnya untuk bahan berbasis kobaltit yang serupa. Peningkatan ini terkait dengan peningkatan Konduktivitas Listrik (SBA)Konduktivitas listrik adalah properti fisik yang menunjukkan kemampuan material untuk memungkinkan pengangkutan muatan listrik.konduktivitas listrik yang dimungkinkan oleh sifat pembawa muatan yang dioptimalkan dalam komposit berstruktur nano.
Penelitian ini mencontohkan bagaimana kolaborasi yang efektif antara lembaga akademik dan laboratorium analitik khusus dapat mempercepat kemajuan dalam teknologi bahan keramik.
Ucapan Terima Kasih
Kami berterima kasih atas kontribusi penelitian kolaboratif dari Institut Kimia Fisik dan Elektrokimia di Universitas Leibniz Hannover (Jerman) dan Departemen Teknik Kimia Wolfson serta Program Energi Grand Technion Nancy & Stephan (GTEP) di Institut Teknologi Technion-Israel (Haifa, Israel). Kami bangga telah mendukung penelitian ini dengan menyumbangkan keahlian dan instrumentasi canggih kami di bidang analisis termal.
Pelajari lebih lanjut tentang NETZSCH Instrumen DSC dan LFA untuk Aplikasi Suhu Tinggi
