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| 热电材料:纳米复合材料中发现的效率 | |||
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热电是热能和电能之间的转换。 所有材料展览热电效应但名字“热电材料”是用来描述材料,擅长将热从商热电材料是用于利基冷却的应用程序,例如保持非常稳定的温度在激光和光学探测器,他们经常发现在办公室的水冷却器。 他们还用于太空探索将热量从放射性物质进入从商
当前关注能源可持续性和更严格的排放立法有限公司 2 对汽车制造商已经引起了很大的兴趣在这些迷人的材料有约三分之一的燃料能量转换成机械能在内燃机中剩余的迷失,因为热。 热电发生器收成废热的排放气体,在温度300 - 500°C,把这转化为电能。 先进的模块产生约1 kW,可用于电力电气设备在汽车。 这允许较小的交流发电机,从而降低了滚动摩擦,从而提高燃油效率和减少CO 2 排放一
热电模块,像下图一样,( figA 1 )由p -和n型半导体“腿”夹在电绝缘板。 所需要的是温度差别顶板和底板,电力将流过外部电路。 1 热电模块的效率很大程度上取决于属性的p -和n型腿但也由温差较大梯度被喜欢FigA 2 显示了图的热电夫妇。 在左边( figA 2 )你可以看到该设备是用于发电模式。 温差的顶部和底部驱动电子和空穴(失踪电子)远离热端。 这导致失衡负责冷热两侧之间。 换句话说存在电压差,就像电池,可以用来做电气工作,如供电收音机在您的汽车
FigA 2 b -热电偶在制冷模式相反的也是可能的,您可以看到艾娜 figA 2 b 。 这里电流是通过迫使设备。 电子和空穴都搬离了这个结拖热,导致冷却的顶板。 电流方向的逆转导致气候变暖的大板
塞贝克系数告诉我们有多少伏特每度温差产生。 导电性决定好材料导电,导热系数测量的是好热是进行了前两个量需要尽可能大,而最后需要小能够维持的温差,热,冷侧。 问题是,所有三个量之间的关系,并不能优化独立原来,半导体提供最好的妥协与商业上使用的制冷材料,如Bi 2 TE 3 有数字的优点:3 FigA——的晶体结构的Bi 2 TE 3 由共价键的Bi 2 TE 3 层隔开范德瓦耳斯缺口
这里T是绝对的温度和其他参数上面定义的。 没有基本的上限,但几十年来,zT型仅限于值围绕着。 zT型的价值越大越大,能量转换效率的测定的晶体结构的Bi 2 TE 3 包含表空白隔开,没有共价键( 图3一 )。 这些差距是西娅因素,给这种材料导热系数低。 然而,潜在的化学修饰,所以提高品质因数,在只包含两个元素的结构是有限的。
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