Development of Nanofluidic Thermoelectric Devices Using Two-Dimensional Materials

使用二维材料开发纳米流体热电器件

基本信息

  • 批准号:
    22H01410
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 11.15万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2026-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

We have solidified the core technique for nanopore fabrication on suspended two-dimensional materials under transmission electron microscopy. Specifically, we demonstrated pore milling from sub-nanometer to 5 nanometers, showing the controllability of the pore dimension. A multiple drilling process is proposed and tested showing outstanding spacial resolution. For each drilling the pore size can be controlled within one nanometer. By repeating the process at slightly different locations, the desired pore shape can be precisely sculpted. Using this method, we have created sub-5 nanometer pores with high circularity. In the meanwhile, we have constructed the flow system for ionic current measurements through nanopore chips, temperature controllers for heat source and purchased current meters for thermoelectric evaluations. The temperature in the reservoirs separated by the nanopore membrane can be precisely controlled. On the other hand, a theoretical model based on the Poisson-Nernst-Planck and Navier-Stokes equations has been constructed to predict thermoelectric performance of our system. It is shown that the power density reaches the maximum as the characteristic electric double layer thickness becomes close to the pore radius. This will guide our experimental design by selecting suitable solution conditions.
我们巩固了在透射电子显微镜下悬浮的二维材料上纳米孔制造的核心技术。具体而言,我们证明了从子纳米到5纳米的孔隙铣削,显示了孔隙尺寸的可控性。提出了一个多个钻孔过程,并测试了出色的空间分辨率。对于每个钻孔,孔径可以在一个纳米内控制。通过在略有不同位置重复该过程,可以精确雕刻所需的孔形。使用这种方法,我们创建了高圆形的低5纳米孔。同时,我们通过纳米孔芯片,热源的温度控制器以及购买热电评估的电流仪表构建了离子电流测量的流系统。可以精确控制由纳米孔膜分离的储层中的温度。另一方面,已经构建了基于Poisson-Nernst-Planck和Navier-Stokes方程的理论模型,以预测系统的热电性能。结果表明,随着特征性的双层厚度接近孔半径,功率密度达到最大值。这将通过选择合适的解决方案条件来指导我们的实验设计。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

徐 偉倫其他文献

固体ナノ細孔内部の不均一なナノバブル振動の音響計測
固体纳米孔内非均匀纳米气泡振动的声学测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Paul Soumyadeep;徐 偉倫;伊藤 佑介;大宮司 啓文
  • 通讯作者:
    大宮司 啓文

徐 偉倫的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('徐 偉倫', 18)}}的其他基金

Development of Nanofluidic Thermoelectric Devices Using Two-Dimensional Materials
使用二维材料开发纳米流体热电器件
  • 批准号:
    23K22681
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 11.15万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

相似国自然基金

功能梯度材料中热电制冷性能的提升研究
  • 批准号:
    11404244
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Solving key issues in wearable thermoelectrics for practical applications
解决可穿戴热电器件实际应用中的关键问题
  • 批准号:
    DE240100519
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 11.15万
  • 项目类别:
    Discovery Early Career Researcher Award
The research on thermal conductivities of one-dimensional van der Waals heterostructures
一维范德华异质结构的热导率研究
  • 批准号:
    22KJ0648
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 11.15万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Development of chalcogenide based monolithic thermoelectric generators for energy harvesting
用于能量收集的基于硫族化物的单片热电发电机的开发
  • 批准号:
    23K13270
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 11.15万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
New-generation flexible thermoelectrics for wearable electronics
用于可穿戴电子产品的新一代柔性热电材料
  • 批准号:
    FT220100106
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 11.15万
  • 项目类别:
    ARC Future Fellowships
Transformative Recovery of Low-Grade Waste Heat using Ionic Thermoelectrics
利用离子热电技术改造回收低品位废热
  • 批准号:
    EP/W037300/2
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 11.15万
  • 项目类别:
    Research Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了