Nanostructured flexible functional films for energy conversion and management CSIRO manufacturing flagship

• Autorzy: Gutowski Wojciech S. , Casey Phil S. , Li Sheng , Yang Weidong

Warianty tytułu

PL

Nanostrukturalne elastyczne warstwy funkcjonalne do konwersji energii

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Understanding and controlling the capture and conversion of energy and the flow of electrical charges within the bulk and/or across surfaces of materials and interfaces is a focus of significant scientific and technological pursuit. Our paper focuses on nanomaterials and hybrid systems targeting the management of IR, UV, and RF radiation by absorption or reflection mechanisms. It is assisted by engineering the structure of certain nanomaterials and by charge transfer along functional interphases imparting surface conductivity to the originally non-conductive materials such as flexible polymeric films. The latter constitute principal scaffolds for a variety of advanced technology applications such as: energy harvesting, conversion and storage, e.g., solar cells, lithium ion batteries, supercapacitors, or hydrogen storage.

PL

Zrozumienie i kontrolowanie wychwytywania i konwersji energii oraz przepływu ładunków elektrycznych w masie i/lub w poprzek powierzchni materiałów i międzyfazy jest przedmiotem znaczących osiągnięć naukowych i technologicznych. Nasz artykuł koncentruje się na nanomateriałach i systemach hybrydowych ukierunkowanych na wykorzystanie promieniowania IR, UV i RF za pomocą mechanizmów absorpcji lub odbicia. Pomaga mu w tym inżynieria struktury niektórych nanomateriałów i przenoszenie ładunku wzdłuż funkcjonalnych miedzyfaz, które nadają przewodność powierzchni pierwotnie nieprzewodzącym materiałom, takim jak elastyczne folie polimerowe. Te ostatnie stanowią główne rusztowania dla szeregu zaawansowanych zastosowań technologicznych takich, jak: zbieranie, przekształcanie i przechowywanie energii, np. ogniwa słoneczne, akumulatory litowo-jonowe, superkondensatory lub akumulatory wodoru.

Słowa kluczowe

EN

nanomaterials; energy conversion; vanadium dioxide; indium dioxide; phase transition materials; surface conductivity; photochromic windows; light-emitting devices

PL

nanomateriały; konwersja energii; dwutlenek wanadu; ditlenek indu; materiały przemiany fazowej; przewodnictwo powierzchniowe; okna fotochromowe; urządzenia emitujące światło

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2019
• Tom: no. 1
• Strony: 31--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Gutowski Wojciech S.

• CSIRO Manufacturing Flagship, Industrial Interfaces Group, Melbourne, Australia

autor

Casey Phil S.

• CSIRO Manufacturing Flagship, Industrial Interfaces Group, Melbourne, Australia

autor

Li Sheng

• CSIRO Manufacturing Flagship, Industrial Interfaces Group, Melbourne, Australia

autor

Yang Weidong

• CSIRO Manufacturing Flagship, Industrial Interfaces Group, Melbourne, Australia

Bibliografia

• 1. Zhang Q., Uchaker E., Candelaria S.L., Cao G.: Nanomaterials for energy conversion and storage. Chemical Society Reviews, 2013, 42, pp. 3127-3171.
• 2. Chen X., Grätzel C.Li.M., Kostecki R., Mao S.S.: Nanomaterials for renewable energy production and storage. Chemical Society Reviews, 2012, 41, pp. 7909-7937.
• 3. Tselev A., Luk’yanchuk I.A., Ivanov I.N., Budai J.D., Tischler J.Z., Strelcov E., Kolmakov A., Kalinin S.V.: Symmetry Relationship and Strain-Induced Transitions between Insulating M1 and M2 and Metallic R phases of Vanadium Dioxide. Nano Letters, 2010, 10 (11), pp. 4409-4416.
• 4. Oak Ridge National Laboratory: Scientists crack materials mystery in vanadium dioxide. [Online]. 2010. [Accessed 26 November 2018]. Available from: https://www.ornl.gov/news/ornl-scientistscrack-materials-mystery-vanadium-dioxide
• 5. Warwick M.E.A., Binions R.: Advances in thermochromic vanadium dioxide films. Journal of Materials Chemistry A, 2014, 2, pp. 3275-3292.
• 6. Berglund C.N., Guggenheim, H.J.: Electronic Properties of VO2 near Semiconductor-Metal Transition. Physical Review, 1969, 185(3), pp. 1022-1033.
• 7. Manning T.D., Parkin I.P., Pemble M.E., Sheel D., Vernadou D.: Intelligent window coatings: Atmospheric pressure chemical vapor deposition of tungsten-doped vanadium dioxide. Chemistry of Materials, 2004, 16, pp. 744-749.
• 8. Booth J., Casey P.S.: Production of VO2 M1 and M2 Nanoparticles and Composites and the Influence of the Substrate on the Structural Phase Transition. ACS Applied Materials & Interfaces, 2009, 1(9), pp. 1899-1905.
• 9. Casey P.S.: Towards The Development of Advanced Thermally Responsive Coatings: From IR Control (Passive and Active) To Thermoelectric. In: European Coatings Conference "Sustainable Coatings”, 18-19th June 2013, Düsseldorf.
• 10. Manning T.D., Parkin I.P., Clark R.J.H., Sheel D., Pemble M.E., Vernadou D.: Intelligent Window Coatings: Atmospheric Pressure Chemical Vapour Deposition of Vanadium Oxides. Journal of Materials Chemistry, 2002, 12(10), pp. 2936-2939.
• 11. Lu S., Hou L., Gan F.: Surface analysis and phase transition of gel-derived VO2 thin films. Thin Solid Films, 1999, 353(1-2), pp. 40-44.
• 12. Hanlon T.J., Coath J.A., Richardson M.A.: Molybdenum-doped vanadium dioxide coatings on glass produced by the aqueous sol-gel method. Thin Solid Films, 2003, 436(2), pp. 269-272.
• 13. Xu C., Ma L., Liu X., Qiu W., Su Z.: A novel reduction-hydrolysis method of preparing VO2 nanopowders. Materials Research Bulletin, 2004, 39(7-8), pp. 881-886.
• 14. Shi J., Zhou S., You B., Wu L.: Preparation and thermochromic property of tungsten-doped vanadium dioxide particles. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2007, 91(19), pp. 1856-1862.
• 15. Peng Z., Jiang W., Liu H.: Synthesis and Electrical Properties of Tungsten-Doped Vanadium Dioxide Nanopowders by Thermolysis. Journal of Physical Chemistry C, 2007, 111(3), pp. 1119-1122.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).