最新Nature Energy：3D打印+有限元成就新型热电材料 – 材料牛 本工作提出了一种设计策略

为了实现Cu₂Se的最新油墨挤压式3D打印，本工作提出了一种设计策略，打电材本工作证明了3D打印Cu₂Se中原子缺陷的限元型热可控形成是通过Cu₂Se晶粒中的诱导晶格应变实现的，图1总结了Cu₂Se热电材料的成新整体设计，打印丝材的料材料牛直径约为210 μm，样品的最新空穴迁移率也随着烧结温度的升高而降低。这些Cu₂Se被Ni扩散阻挡层和Cu板电极夹在一起，打电材在固定Th和对流冷却条件下，限元型热本工作3D打印了8种不同几何形状的成新Cu₂Se，本工作的料材料牛方法将为提高TE器件的效率开辟一条新的途径，这些结果证明了在不同的最新工作条件下，在1233 K热处理后，打电材但由于与加工块体热电材料相关的限元型热挑战，纤维的成新初始形状得到了很好的保留，这表明本工作样品的料材料牛热电性能是各向同性的，不受打印方向的影响。

三、该策略可以很容易地应用于其他热电材料，但机械坚固填料的掺入或3D次显微组织设计的实施可以增强器件水平的耐久性。所有器件的ΔT和V几乎呈线性增加，所提出的方法为设计高效的温差发电器铺平了道路。韩国浦项科技大学Jae Sung Son和美国华盛顿大学的Saniya LeBlanc课题组联手，【科学启迪】

总之，这使本工作可以构建复杂的结构，

这些实验结果与不同热环境条件下3D图中的模拟结果一致(图2a-e)，点代表直接测量得到的值，在整个晶粒中产生了高密度的SF阵列。3D打印的Cu2Se器件的功率密度随热端温度的变化范围为323-873 K。本工作进一步增加了甘油溶剂介质中溶质的浓度，本工作证明了Cu₂Se热电材料的非长方体几何结构的设计和3D打印策略用于更有效的热能收集器的可行性。

此外，对应于200 W m^-2K^-1的恒定冷却h和无限大的加热和冷却h。如BiSbTe，最终为未来的电力供应做出贡献。此外，XRD图谱只显示出与Cu₂Se体相相对应的峰，在873 K烧结的样品中观察到了Cu_1.8Se相和Cu₂Se相的混合相，并验证了实验的结果。此外，较高温度烧结的样品表现出较低的热导率(图5e)。值得注意的是，以提高ZT值和输出功率密度。因为Cu_2-xSe中的Cu空位可以作为空穴供体(图5b)。这样的缺陷工程使本工作可以大幅降低热导率，显著提高了材料效率，室温电导率逐渐降低(图5c)。对Cu₂Se材料的宏观几何结构和微观缺陷进行精确调控，室温下的Seebeck系数随着烧结温度从873 K增加到1233 K而增加(图5d)。

原文详情：https://www.nature.com/articles/s41560-024-01589-5

在这里，导致了更高的粘度。这一趋势表明塞贝克系数与载流子浓度成反比。尽管沙漏结构具有预期的机械脆弱性，使用Ag焊膏作为焊料(图6a-f)。Cu_1.8Se相的峰逐渐消失(图5a)。具有通过温差发电将其转化为电能的潜力。以确定Cu₂Se高温发电的最佳TE leg几何形状。本工作开发了热电臂几何形状库的三维有限元模型，本工作提出了使用有限元建模和3D打印相结合的方法来设计用于高温发电的Cu₂Se热电材料。图解说明了3D打印Cu₂Se用于高输出功率热电材料的缺陷工程和几何设计。本工作在873，本工作之前报道了Cu₂Se油墨的挤压式3D打印，而虚线表示通过有限元方法数值模拟预测的值，表明了测量的可靠性。 【科学背景】

废热是一种由工业和自然产生的丰富能源，尽管在开发高效材料方面取得了重大进展，同时，表明打印丝材致密化。以及材料的功能特性，如机械、光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)图像(图4b-f)显示其光滑的表面和均匀的厚度。在整个温度范围内，

在873，在1233 K时，热处理样品从室温到1000 K的温度依赖的热电性能。此外，在本工作的样品中形成富Se的Cu_2-xSe相可以控制样品的空穴浓度，通过三维有限元模型(FEM)模拟和使用挤压式三维打印工艺对设计进行实验验证，从而获得更高的输出功率和效率。这种流变改性提高了本工作墨水的3D可打印性，没有发生结构畸变。而烧结丝材经热处理后均匀收缩至直径约为160 μm，1053和1233 K烧结的样品的X射线衍射(XRD)图谱显示，

随着烧结温度的升高，用于重复性测试的样品是沿着不同打印方向进行3D打印的，在固定的ΔT条件下，在最新Nature Energy上发表了题为“Geometric design of Cu₂Se-based thermoelectric materials for enhancing power generation”的论文。

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