Гнучкий екологічно чистий термоелектричний матеріал із йодиду міді (1) та наноцелюлози для зеленої енергетики

Розроблено новий ефективний гнучкий гідрофобний термоелектричний (ТЕ) матеріал із підвищеною термічною стабільністю та механічною міцністю для виробництва зеленої енергії. Гнучка наноцелюлозна підкладка товщиною 8 мкм була отримана зі стебел звичайного очерету шляхом TEMPO-опосередкованого окислення. Вона має високий індекс кристалічності 88 % і області когерентного розсіювання нанокристалів в межах від 2 до 3 нм. Плівка CuI товщиною 4,3 мкм була нанесена на підкладку NC методом послідовної адсорбції та реакції іонних шарів (SILAR), і таким чином був отриманий тонкоплівковий термоелектричний матеріал CuI/NC. Середній розмір областей когерентного розсіювання CuI становить 25 нм. Нанокристали CuI містять дислокації (1.6·10¹⁵ ліній/м²) і мікродеформації розтягу 6·10³ від. од. Оптична заборонена зона Eg для прямих дозволених переходів у плівці CuI дорівнює близько 3,0 еВ. Висока гідрофобність матеріалу CuI/NC є корисною властивістю для застосування у вологому середовищі. Матеріал CuI/NC містить однакову кількість атомів міді та йоду. Крім того, в плівці йодиду міді присутня невелика кількість сірки (<1 ат.%), що збільшує фактор термоелектричної потужності матеріалу CuI/NC до 6,7 мкВт/(м К²) при T = 340 K. Його позитивний коефіцієнт Зеєбека S = 108 мкВ/K підтвердив p-тип провідності CuI. Зміна питомого опору при початковому нагріванні та подальшому охолодженні продемонструвала кросовер електропровідності, який є типовим для плівок нанокристалічного виродженого напівпровідника CuI. Зразок CuI/NC у вигляді смужки 3 см ч 1 см тестували як планарний тонкоплівковий ТЕ елемент. Експериментально зафіксовано щільність вихідної потужності TE елемента CuI/NC 0.123 Вт/м² при різниці між його гарячим і холодним краями 40 К.