所謂的熱電效應(thermoelectric

1、羅烜裕 2003/10/15Thermoelectric Effectn所謂的熱電效應(thermoelectric effect) 是當受熱物體中的電子(洞) 因隨著溫度梯度由高溫區(qū)往低溫區(qū)移動時所產(chǎn)生電流或電荷堆積的一種現(xiàn)象。而這個效應的大小則是用稱為thermopower(Q)的參數(shù)來測量其定義為 Q = E / -dT(E為因電荷堆積產(chǎn)生的電場dT則是溫度梯度)。n應用:一般的冷氣與冰箱運用氟氯化物當冷媒，造成臭氧層的被破壞。無冷媒冰箱(冷氣)因而是環(huán)境保護的重要因素。利用半導體之熱電效應，可製造一個無冷媒的冰箱。 羅烜裕 2003/10/15發(fā)電n這種發(fā)電方法是將熱能直接轉(zhuǎn)變成電能，

2、其轉(zhuǎn)變效率受熱力學第二定律即柯諾特效率（Carnot efficiency）的限制。早在1822年西伯即已發(fā)現(xiàn)，因而熱電效應又叫西伯效應（Seebeck effect）。熱電的現(xiàn)象如圖所示。n它不但與兩結(jié)溫度有關(guān)，且與所用導體的性質(zhì)有關(guān)。這種發(fā)電法的優(yōu)點是沒有轉(zhuǎn)動的機械部分，不會有磨損現(xiàn)象，故可長久使用，但欲達高效率需要溫度很高的熱源，有時利用數(shù)層熱電物質(zhì)之層疊（cascade或staging）以達高效率的效果。 羅烜裕 2003/10/15自然界熱電效應明顯的物質(zhì)n明礬石明礬石 Alunite 六方晶系 KAl3(OH)6(SO4)2 為含氫氧根的鉀、鈉、鋁硫酸鹽礦物，其解理面呈珍珠光澤，其

3、餘的面呈玻璃光澤。硬度3.54，條痕白色，比重2.582.75，有灰、白、稍黃、稍紅等顏色。具強烈的熱電效應，不溶於水，幾乎不溶於鹽酸、硝酸、氫氟酸和氨水等，但能溶於強鹼及硫酸或高氯酸。明礬石為不規(guī)則礦床及礦脈，大屯山火山群之明礬石成細粒結(jié)晶而與石英、蛋白石及粘土礦物共生，有些成脈狀，有些交代安山巖中之基質(zhì)及結(jié)晶。金瓜石之明礬石，在礦床及變質(zhì)圍巖中呈粒狀或鱗片狀產(chǎn)出。為明礬及硫酸鉀的來源，另可提煉鋁及造紙，食品加工，淨水劑，染料等用途?？諝庳撾x子技術(shù)。n選用具有明顯的熱電效應的稀有礦物石為原料，加入到墻體材料中，在與空氣接觸中，可發(fā)生極化，並向外放電，起到凈化室內(nèi)空氣的作用。 羅烜裕 2003

4、/10/15生物的熱電效應n美國科學家發(fā)現(xiàn)，鯊魚鼻子裏的一種膠體能把海水溫度的變化轉(zhuǎn)換成電信號，傳送給神經(jīng)細胞，使鯊魚能夠感知細微的溫度變化，從而準確地找到食物。 科學家猜測，其他動物體內(nèi)也可能存在類似的膠體。這種因溫差而產(chǎn)生電流的性質(zhì)與半導體材料的熱電效應類似，人工合成這種膠體，有望在微電子工業(yè)領(lǐng)域獲得應用。 n美國舊金山大學的一位科學家在月日出版的英國自然雜誌上報告說，他從鯊魚鼻子的皮膚小孔裏提取了一種與普通明膠相似的膠體，發(fā)現(xiàn)它對溫度非常敏感，攝氏度的溫度變化都會使它產(chǎn)生明顯的電壓變化。 n鯊魚鼻子的皮膚小孔佈滿了對電流非常敏感的神經(jīng)細胞。海水的溫度變化使膠體內(nèi)產(chǎn)生電流，刺激神經(jīng)，使鯊魚感知到溫度差異。科學家認為，借助這種膠體，鯊魚能感知到攝氏度的溫度變化，這有利於它們在海水中覓食。 n哺乳動物靠細胞表面的離子通道感知溫度：外界溫度變化導