热电模块(指尖上的白色设备)。
纽约州特洛伊市伦斯勒理工学院的研究人员说,他们已经开发出一种简单而廉价的方法来制造热电模块。
热电模块是多功能设备,可以利用热量作为燃料来发电。当通电时,它们也会冷却和加热。它们使用珀尔帖效应进行冷却。它们利用塞贝克效应发电。
热电模块是一个扁平且通常为方形的三明治,在两个陶瓷板之间包含碲化铋。考虑两个陶瓷板和两片面包,而碲化铋就是奶酪。珀尔帖效应涉及使用电能将热量从模块的一侧传递到另一侧。
发电塞贝克效应的工作原理是:将热量施加到设备的一侧(任一侧)时,热量从该侧传递到另一侧,并通过散热器进行冷却。在该过程中,会产生电压和电流。热电模块是半导体。
研究人员用碲和氯化铋等物质在有机溶剂中制成化学溶液,然后将其放入普通的家用微波炉中两到三分钟。
结果是六角形纳米板,将其压在一起并加热以制成纳米颗粒。由于他们使用的溶剂中含有硫,因此研究人员得到了n型掺杂硫的纳米板。传统上,当您像这样分解热电材料时,该过程很昂贵,p型材料太多,n型材料太少。他们需要权衡p型和n型半导体材料。
RPI研究人员表示,使用新方法制造的设备的性能与使用旧方法制造的设备相同。RPI的材料科学与工程学教授Ganpati Ramanath说:“我们甚至还没有优化流程。”“我们有信心可以进一步提高效率。”
宾州州立大学化学教授约翰·巴丁说:“这是第一个具有高[效率]值的纳米结构n型垫。”
热电模块的优点:
它们结构紧凑,重量轻,不包含任何机械零件,并且具有使用寿命很长的潜力。热电模块的缺点:
根据产品的质量,它们可能会因打开和关闭时发生的膨胀和收缩而破裂。开启时,一侧变热而另一侧变冷,然后在关闭时突然变回室温,效率非常低(它们浪费了90%的热量作为热量提供,尽管大部分热量可以用于加热水,这可以使热电设置非常有效)。
h / t技术评论/图片来源:LambdaCZ
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