Generadores termoelectricos flexibles y robustos basados en hilo de nanotubos de carbono sin electrodos metálicos

A medida que aumenta el interés práctico en dispositivos de conversión de energía flexibles o portátiles, la demanda de alternativas de alto rendimiento a los generadores termoelectricos (TE) basados en materiales inorgánicos frágiles también crece. En este trabajo, proponemos un generador termoelectrico (TEG) flexible y ultraligero basado en hilo de nanotubos de carbono (CNTY) con un excelente rendimiento TE. El CNTY preparado presenta una conductividad eléctrica superior de 3147 S/cm debido a la movilidad longitudinal de portadores incrementada, derivada de una estructura altamente alineada. Nuestro TEG es innovador en el sentido de que el CNTY actúa como multifuncional en el mismo dispositivo. El CNTY se dopa alternativamente en tipos n y p utilizando polietilenimina y FeCl3, respectivamente. El CNTY altamente conductivo entre las regiones dopadas se utiliza como electrodos para minimizar la resistencia del circuito, formando así un TEG totalmente de carbono sin deposición metálica adicional. Un TEG flexible basado en 60 pares de CNTY dopados en n y p muestra una densidad de potencia máxima de 10.85 y 697 μW/g a diferencias de temperatura de 5 y 40 K, respectivamente, que son los valores más altos entre los TEGs reportados basados en materiales flexibles. Creemos que la estrategia propuesta aquí para mejorar la densidad de potencia de los TEGs flexibles al introducir CNTY altamente alineados y diseñar un dispositivo sin electrodos metálicos muestra un gran potencial para dispositivos de conversión de energía flexibles o portátiles.