Lämpösähköisiä nopeasti

23.11.2022

Notre-Dame-supernopea-lamposahkorakenne-250.jpgNotre Damen yliopiston apulaisprofessori Yanliang Zhang ja yhteistyökumppanit Alexander Dowling ja Tengfei Luo ovat kehittäneet koneoppimisella avustetun supernopean uuden tavan luoda tehokkaita, energiaa säästäviä lämpösähköisiä laitteita.

Uusi prosessi käyttää voimakasta pulssivaloa lämpösähköisen materiaalin sintraamiseen alle sekunnissa. Perinteinen sintraus lämpöuuneissa voi kestää tunteja.

Tiimi nopeutti menetelmää muuttaen nanopartikkelimusteet joustaviksi raketeiksi hyödyntämällä koneoppimista määrittääkseen optimaaliset olosuhteet erittäin nopealle mutta monimutkaiselle sintrausprosessille.

Joustavat lämpösähköiset laitteet tarjoavat loistavat mahdollisuudet hukkalämmön muuntamiseen suoraan sähköksi sekä kiinteän olomuodon jäähdytykseen, Zhang sanoo.

Huolimatta niiden mahdollisesta laajasta vaikutuksesta energian ja ympäristön kestävyyteen, lämpösähköiset laitteet eivät ole saavuttaneet laajamittaista käyttöä, koska ei ole ollut menetelmää niiden nopeaan ja kustannustehokkaaseen automatisoituun valmistukseen.

Koneoppimisavusteinen ultranopea flash-sintraus mahdollistaa nyt tehokkaiden, ympäristöystävällisten laitteiden valmistamisen paljon nopeammin ja paljon halvemmalla.

"Tuloksia voidaan soveltaa kaikenlaiseen, teholähteistä, puettavista henkilökohtaisista laitteista ja antureista sekä elektroniikasta teollisuuden ja talouselämän esineiden Internetiin", Zhang sanoi.

"Fotonisen salamaprosessoinnin ja koneoppimisen onnistunut integrointi voidaan yleistää erittäin skaalautuvaksi ja edulliseksi laajan valikoiman energia- ja elektroniikkamateriaalien valmistukseen."

Yhden sekunnin sintarausajalla saatiin aikaan joustava TE-kalvo, jonka tehokerroin on 2205 μW m−1 K−2 , jonka zT-arvo on 1,1 huonelämpötilassa (300 K).

Kalvot osoittavat myös erinomaista joustavuutta, sillä tehokertoimen (PF) säilyvyys on 92 % tuhannen taivutusjakson jälkeen 5 mm taivutussäteellä.

Lisäksi flash-sintrattuihin kalvoihin perustuva puettava lämpösähköinen generaattori tuottaa erittäin kilpailukykyisen tehotiheyden 0,5 mW cm−2 lämpötilaerolla 10 K.

Aiheesta aiemmin

Hukkalämpö sähköksi uusin keinoin

Lämpösähköä spinien tasolta

29.03.2023Tiedemiehet avaavat oven "kvanttivalon" manipulointiin
29.03.2023Elektrodynamiikan visualisointi nestemäsellä heliumilla
27.03.2023Uusi keksintö: Happi-ioni-akku
25.03.2023Synteesikaasua ja akkuvarausta auringonvalosta
24.03.2023Kubitit pistävät uuden spinin magnetismiin
23.03.2023Valon ja materiaalin yhdistäminen optimoi näytön kirkkauden
22.03.2023Kaksiulotteista piikarbidia ja perovskiittioksinitridia
21.03.2023Valoemissio ilman teoriaa
20.03.2023Aurinkokennoa rullalta rullalle
18.03.2023Sähköisesti ohjattua passiivista säteilyjäähdytystä

Siirry arkistoon »