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熱電是熱能和電能之間的轉(zhuǎn)換。 所有材料展覽熱電效應(yīng)但名字“熱電材料”是用來描述材料,擅長將熱從商熱電材料是用于利基冷卻的應(yīng)用程序,例如保持非常穩(wěn)定的溫度在激光和光學探測器,他們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在辦公室的水冷卻器。 他們還用于太空探索將熱量從放射性物質(zhì)進入從商
當前關(guān)注能源可持續(xù)性和更嚴格的排放立法有限公司 2 對汽車制造商已經(jīng)引起了很大的興趣在這些迷人的材料有約三分之一的燃料能量轉(zhuǎn)換成機械能在內(nèi)燃機中剩余的迷失,因為熱。 熱電發(fā)生器收成廢熱的排放氣體,在溫度300 - 500°C,把這轉(zhuǎn)化為電能。 先進的模塊產(chǎn)生約1 kW,可用于電力電氣設(shè)備在汽車。 這允許較小的交流發(fā)電機,從而降低了滾動摩擦,從而提高燃油效率和減少CO 2 排放一
熱電模塊,像下圖一樣,( figA 1 )由p -和n型半導體“腿”夾在電絕緣板。 所需要的是溫度差別頂板和底板,電力將流過外部電路。 1 熱電模塊的效率很大程度上取決于屬性的p -和n型腿但也由溫差較大梯度被喜歡FigA 2 顯示了圖的熱電夫婦。 在左邊( figA 2 )你可以看到該設(shè)備是用于發(fā)電模式。 溫差的頂部和底部驅(qū)動電子和空穴(失蹤電子)遠離熱端。 這導致失衡負責冷熱兩側(cè)之間。 換句話說存在電壓差,就像電池,可以用來做電氣工作,如供電收音機在您的汽車
FigA 2 b -熱電偶在制冷模式相反的也是可能的,您可以看到艾娜 figA 2 b 。 這里電流是通過迫使設(shè)備。 電子和空穴都搬離了這個結(jié)拖熱,導致冷卻的頂板。 電流方向的逆轉(zhuǎn)導致氣候變暖的大板
塞貝克系數(shù)告訴我們有多少伏特每度溫差產(chǎn)生。 導電性決定好材料導電,導熱系數(shù)測量的是好熱是進行了前兩個量需要盡可能大,而最后需要小能夠維持的溫差,熱,冷側(cè)。 問題是,所有三個量之間的關(guān)系,并不能優(yōu)化獨立原來,半導體提供妥協(xié)與商業(yè)上使用的制冷材料,如Bi 2 TE 3 有數(shù)字的優(yōu)點:3 FigA——的晶體結(jié)構(gòu)的Bi 2 TE 3 由共價鍵的Bi 2 TE 3 層隔開范德瓦耳斯缺口
這里T是絕對的溫度和其他參數(shù)上面定義的。 沒有基本的上限,但幾十年來,zT型僅限于值圍繞著。 zT型的價值越大越大,能量轉(zhuǎn)換效率的測定的晶體結(jié)構(gòu)的Bi 2 TE 3 包含表空白隔開,沒有共價鍵( 圖3一 )。 這些差距是西婭因素,給這種材料導熱系數(shù)低。 然而,潛在的化學修飾,所以提高品質(zhì)因數(shù),在只包含兩個元素的結(jié)構(gòu)是有限的。
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