THERMOELECTRIC PROPERTIES of POLY (3,4-ETHYLENE DIOXYTHIOPHENE)/TITANIUM DISULPHIDE COMPOSITES


Ahmed N. S. , Karaman F.

5th International Conference on New Trends in Chemistry, Athens, Yunanistan, 22 - 24 Nisan 2019, ss.65

  • Basıldığı Şehir: Athens
  • Basıldığı Ülke: Yunanistan
  • Sayfa Sayısı: ss.65

Özet

Termoelektrik (TE) jeneratörler, pratik uygulamalar için güneş ısısından, radyoaktif bozulmadan, vücut ısısından, termal kaynaklardan ve endüstriyel atık ısısından vb. Termal enerji toplayarak doğrudan elektrik üretebilir [1]. Yenilenebilir enerji teknolojileri arasında, TE süreci, kirleticiler ve gürültü olmadan bakımı en basit ve kolaydır. Bizmut tellürid ve kurşun tellürid gibi alaşımlar olan son teknoloji TE malzemeleri, yüksek toksisite ve yüksek üretim maliyetleri nedeniyle büyük ölçekli uygulamalar için yaygın olarak kullanılamaz. Ucuz ve çevreye zarar vermeyen yeni TE materyallerinin üretimi günümüzde oldukça cazip bir araştırma alanıdır.

Şimdiye kadar yapılan çalışmalar, poli (3,4-etilendioksi tiyofen) (PEDOT) 'un, toksik olmayan ve düşük işlem maliyetine sahip olan iletken bir polimer için en umut verici aday olduğunu göstermiştir [2,3]. Bununla birlikte, bozulmamış PEDOT'un etkinliği yeterince yüksek olmadığı için araştırmalar, kompozitlerinden verimli TE materyallerinin üretilmesine odaklanmıştır [4].

PEDOT'un TE özellikleri: PSSA / titanyum disülfit kompozitleri bu çalışmada incelenmiştir. İlk önce, PEDOT, polistiren sülfonik asit (PSSA) varlığında, oda sıcaklığında 3,4-etilen dioksi tiyofen ile hidrojen peroksit ile kimyasal oksidasyon yoluyla sentezlendi. Daha sonra, çeşitli oranlarda PEDOT: PSSA dispersiyonuna titanyum disülfit ilave edildi. Kompozitlerin TE verimleri elektriksel iletkenlik ve Seebeck katsayıları ölçülerek hesaplandı. Sentezlenen PEDOT: PSSA / titanyum disülfür kompozitlerin, bozulmamış PEDOT: PSSA'nınki ile karşılaştırıldığında arttırılmış bir TE performansı sergilediği bulundu. Bildiğimiz kadarıyla, bu PEDOT: PSSA / titanyum disülfit kompozitlerinin termoelektrik davranışı üzerine yapılan ilk çalışmadır.

Thermoelectric (TE) generators can directly produce electricity by harvesting thermal energy from solar heat, radioactive decay, body heat, thermal springs and industrial waste heat, etc. for practical applications [1]. Among the renewable energy technologies, TE process is the simplest and easy to maintain without pollutants and noise. The state-of-the-art TE materials which are alloys such as bismuth-telluride and lead-telluride cannot be used widely for large-scale applications due to their high toxicity and high production costs. The production of novel cheap and environmentally benign TE materials is very attractive research area, nowadays.

 

The studies conducted so far have shown that poly (3,4-ethylenedioxy thiophene) (PEDOT) is the most promising candidate for a conductive polymer that is non-toxic and has a low processing cost [2,3]. However, since the efficiency of pristine PEDOT is not high enough, research has now focused on the production of efficient TE materials from its composites [4].

 

TE properties of PEDOT:PSSA/titanium disulfide composites were studied in the present study. At first, PEDOT was synthesized by chemical oxidation of 3,4-ethylene dioxy thiophene with hydrogen peroxide at room temperature in the presence of polystyrene sulfonic acid (PSSA). Then, titanium disulfide was introduced into the PEDOT:PSSA dispersion in various ratios. The TE efficiency of the composites was estimated by measuring their electrical conductivity and Seebeck coefficient. It was found that the synthesized PEDOT:PSSA/titanium disulfide composites displayed an enhanced TE performance compared to that of pristine PEDOT:PSSA. To the best of our knowledge, this is the first study on the thermoelectric behavior of PEDOT:PSSA/ titanium disulfide composites.