热能回收装置.doc

热偶现象是指两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在Seebeck电动势热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。 据德国科学画报杂志报道，来自德国慕尼黑的一家芯片研发企业研究出的这种新型电池，主要由一个可感应温差的硅芯片构成。当这种特殊的硅芯片正面“感受”到的温度较之背面温度具有一定温差时，其内部电子就会产生定向流动，从而产生“微量但却足够用的电流”。负责研发这种电池的科学家温纳韦伯介绍说，“只要在人体皮肤与衣服等之间有5的温差，就可以利用这种电池为一块普通的腕表提供足够的能量。” 据美国物理学家组织网1月19日（北京时间）报道，美国西北大学的化学家、物理学家和材料学家携手研发出一种新材料，这种新材料展示出了高性能的热电特性，能更有效地将机动车的排气系统、工业生产过程和设备、太阳光等发热系统产生的废热转化为电力，其转化效率高达14%，这在科学史上尚属首次。该突破可广泛应用于汽车、玻璃制造等领域。研究结果发表在自然化学杂志上。该论文的联合作者之一、西北大学化学教授梅科瑞卡纳茨迪斯说：“早在100多年前，科学家就知道半导体拥有能利用电力的特性。为了使这一过程变得有效，人们需要找到正确的材料，现在我们已找到制造这种材料的配方。”卡纳茨迪斯团队将岩盐纳米晶体溶解在碲化铅内制造出了这种新材料。以前，科学家针对大块物质中内含纳米结构进行的研究表明，纳米内含物可以改进碲化铅的能量转化效率，但纳米内含物也会让电子扩散更多，消减整个组合物的导电能力。在此项研究中，西北大学的研究团队首次证明，碲化铅内内含纳米结构可以同时做到消减电子扩散和提高能源转化效率。论文联合作者、西北大学材料科学和工程教授文纳雅克戴维说：“我们可以将这种材料放在一个只有几根电线的廉价设备内部，并将其同电灯泡之类的设备连接在一起。利用灯泡产生的热量，并将其中约10%到15%的热量转化为能效更高的电能，这种设备能使灯泡更有效地工作。”卡纳茨迪斯表示，利用此项科学突破，汽车、化工、玻璃和其他任何利用热能进行生产的工业都能提高其系统的能效。戴维说：“环保领域的专家也会对该突破感兴趣，但这仅仅只是一个开始。这类结构还可以在诸如机械特性和改进材料的强度和韧度方面起作用。”总编辑圈点单说热电转换率的话，垃圾发电系统中广泛采用的碱金属热电转换技术可以超过30%，西北大学这份14%的成绩单相比之下好像有点拿不出手。不过别忘了，基于半导体材料的此类装置以往蹦着高也没够到12%的天花板。另外，传统的高效率热电转换部件如果用作汽车辅助电源以及高温、冷轧和其他一些工业领域的电源，其耐温性能难以保证。因而以应用范围而论，卡纳茨迪斯开发的新材料也充满诱惑，难怪他攥在手心里的“配方”让人好奇。 手贴微型热电装置，风扇立即转动起来。11月26日晚上7：00，我校副校长张清杰教授在南湖新一505教室为材院学子带来主题为“热电材料科学及应用研究进展”的讲座。刚开始，张教授就为我们展示了一个微型热电发电装置，手贴在由热电材料制成的白色薄片上，装置上的的扇叶立即转动起来。之后他介绍，这就是热电材料的应用，把手贴在上面，使薄片上产生温度差，再利用热电材料的一些性能把这温度差转变成电能使小叶片转动起来。他还补充道，“热电材料不断加热后，温度差会逐渐降为零，因此需要一个冷却设备，保持它的温度差，这样我们就可以得到洁净的电能，这对我们今后的生活与环境是很重要的。”张教授还为我们深入地讲解了热电材料的原理，介绍了几种热电材料，如：Bl2Te3,PbTe等。但前几年研究一直没有什么突破，随着近几年纳米材料学的进步，新材料的发现以及制备技术的发展，热电材料才得到极大的发展，材料的热电转化ZT值也由最初的1.0增为现在的2.0以上。我国也取得了瞩目的成绩，在十个重要热电材料体系中，我们有五个体系超过了国际水平。在热电材料制备中，有我校独自研发的MS-SPS低维结构制备新技术得到了国内外的一致认可。我校材院05级博士生李涵在高性能纳米方钴矿热电材料的制备新技术的开发以及微结构形成规律和电热输运特性研究方面取得的突出成果而获得国际热电材料研究领域最高荣誉Goldmid Award。美科学家研制出节能潜力巨大的的废热发电装置 据美国物理学家组织网近日报道，美国能源部下属橡树岭国家实验室的科学家利用热电效应，研发出了一种废热发电装置，可将工业过程中产生的废热变为电力，能在高效冷却电子设备、光伏电池、计算机等设备的同时进行发电，节能潜力非常巨大。该装置技术使用了大小约为1 mm2 的悬臂结构。该设备建立在一个能源捕获系统上。该能源捕获系统是一套微电子机械系统( MEMS) 热电电容器结构。当其被加热和冷却时，会导致电流在两个方向交替流动，从而发电。在该装置内，悬臂依附于一个锚上，这个锚附着在产生废热的基座上。当基座变热时，因为其双材料效应，该悬臂也会变热并弯曲。热悬臂的尖端接触到冷的表面时，悬臂上的热会散发出去，快速散热使悬臂弹回并再次同热表面接触，悬臂再次变冷，然后又弹回，如此循环，只要热表面和冷表面之间存在温差，悬臂就会持续散热并发电。使用这种以反应快速且会周期性循环为特征的悬臂式“能源捕手”阵列，热电材料的热电转化效率可提高至10% 30%，突破了热电材料的转化效率一直徘徊在1% 5%的瓶颈。尽管每个设备产生的电力仅为1 10 mW，但很多这样的设备集结而成的阵列产生的电