熱能回收裝置

1、熱偶現(xiàn)象是指兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度 時，回路中就會有電流通過，此時兩端之間就存在Seebeck電動勢一一熱電動勢， 這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。據(jù)德國科學(xué)畫報雜志報道，來自德國慕尼黑的一家芯片研發(fā)企業(yè)研究 出的這種新型電池，主要由一個可感應(yīng)溫差的硅芯片構(gòu)成。當(dāng)這種特殊的硅芯片 正面“感受”到的溫度較之背面溫度具有一定溫差時，其內(nèi)部電子就會產(chǎn)生定向流 動，從而產(chǎn)生“微量但卻足夠用的電流”。負(fù)責(zé)研發(fā)這種電池的科學(xué)家溫納韋伯 介紹說，“只要在人體皮膚與衣服等之間有5。印勺溫差，就可以利用這種電池為一 塊普通的腕表提供足夠的能量?！睋?jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)1月19日（北京時間）

2、報道，美國西北大學(xué)的化學(xué)家、物理學(xué) 家和材料學(xué)家攜手研發(fā)出一種新材料，這種新材料展示出了高性能的熱電特性，能更有效地 將機(jī)動車的排氣系統(tǒng)、工業(yè)生產(chǎn)過程和設(shè)備、太陽光等發(fā)熱系統(tǒng)產(chǎn)生的廢熱轉(zhuǎn)化為電力，其 轉(zhuǎn)化效率高達(dá)14%，這在科學(xué)史上尚屬首次。該突破可廣泛應(yīng)用于汽車、玻璃制造等領(lǐng)域。 研究結(jié)果發(fā)表在自然化學(xué)雜志上。該論文的聯(lián)合作者之一、西北大學(xué)化學(xué)教授梅科瑞卡納茨迪斯說：“早在100多年前， 科學(xué)家就知道半導(dǎo)體擁有能利用電力的特性。為了使這一過程變得有效，人們需要找到正確 的材料，現(xiàn)在我們已找到制造這種材料的配方?！笨{茨迪斯團(tuán)隊將巖鹽納米晶體溶解在碲化鉛內(nèi)制造出了這種新材料。以前，科學(xué)家針 對

3、大塊物質(zhì)中內(nèi)含納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行的研究表明，納米內(nèi)含物可以改進(jìn)碲化鉛的能量轉(zhuǎn)化效率， 但納米內(nèi)含物也會讓電子擴(kuò)散更多，消減整個組合物的導(dǎo)電能力。在此項研究中，西北大學(xué) 的研究團(tuán)隊首次證明，碲化鉛內(nèi)內(nèi)含納米結(jié)構(gòu)可以同時做到消減電子擴(kuò)散和提高能源轉(zhuǎn)化效論文聯(lián)合作者、西北大學(xué)材料科學(xué)和工程教授文納雅克戴維說：“我們可以將這種材 料放在一個只有幾根電線的廉價設(shè)備內(nèi)部，并將其同電燈泡之類的設(shè)備連接在一起。利用燈 泡產(chǎn)生的熱量，并將其中約10%到15%的熱量轉(zhuǎn)化為能效更高的電能，這種設(shè)備能使燈泡更 有效地工作?！笨{茨迪斯表示，利用此項科學(xué)突破，汽車、化工、玻璃和其他任何利用熱能進(jìn)行生產(chǎn) 的工業(yè)都能提高其系統(tǒng)的

4、能效。戴維說：“環(huán)保領(lǐng)域的專家也會對該突破感興趣，但這僅僅 只是一個開始。這類結(jié)構(gòu)還可以在諸如機(jī)械特性和改進(jìn)材料的強(qiáng)度和韌度方面起作用?！笨偩庉嬋c(diǎn)單說熱電轉(zhuǎn)換率的話，垃圾發(fā)電系統(tǒng)中廣泛采用的堿金屬熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)可以超過30%, 西北大學(xué)這份14%的成績單相比之下好像有點(diǎn)拿不出手。不過別忘了，基于半導(dǎo)體材料的此 類裝置以往蹦著高也沒夠到12%的天花板。另外，傳統(tǒng)的高效率熱電轉(zhuǎn)換部件如果用作汽車輔助電源以及高溫、冷軋和其他一些工業(yè)領(lǐng)域的電源，其耐溫性能難以保證。因而以應(yīng)用 范圍而論，卡納茨迪斯開發(fā)的新材料也充滿誘惑，難怪他攥在手心里的“配方”讓人好奇。手貼微型熱電裝置，風(fēng)扇立即轉(zhuǎn)動起來。11月26

5、日晚上7： 00,我校副校 長張清杰教授在南湖新一 505教室為材院學(xué)子帶來主題為“熱電材料科學(xué)及應(yīng) 用研究進(jìn)展”的講座。剛開始，張教授就為我們展示了一個微型熱電發(fā)電裝置，手貼在由熱電材料 制成的白色薄片上，裝置上的的扇葉立即轉(zhuǎn)動起來。之后他介紹，這就是熱電材 料的應(yīng)用，把手貼在上面，使薄片上產(chǎn)生溫度差，再利用熱電材料的一些性能把 這溫度差轉(zhuǎn)變成電能使小葉片轉(zhuǎn)動起來。他還補(bǔ)充道，“熱電材料不斷加熱后， 溫度差會逐漸降為零，因此需要一個冷卻設(shè)備，保持它的溫度差，這樣我們就可 以得到潔凈的電能，這對我們今后的生活與環(huán)境是很重要的?！睆埥淌谶€為我們深入地講解了熱電材料的原理，介紹了幾種熱電材料，如：

6、 Bl2Te3,PbTe等。但前幾年研究一直沒有什么突破，隨著近幾年納米材料學(xué)的進(jìn) 步，新材料的發(fā)現(xiàn)以及制備技術(shù)的發(fā)展，熱電材料才得到極大的發(fā)展，材料的熱 電轉(zhuǎn)化ZT值也由最初的1.0增為現(xiàn)在的2.0以上。我國也取得了矚目的成績， 在十個重要熱電材料體系中，我們有五個體系超過了國際水平。在熱電材料制備 中，有我校獨(dú)自研發(fā)的MS-SPS低維結(jié)構(gòu)制備新技術(shù)得到了國內(nèi)外的一致認(rèn)可。 我校材院05級博士生李涵在高性能納米方鉆礦熱電材料的制備新技術(shù)的開發(fā)以 及微結(jié)構(gòu)形成規(guī)律和電熱輸運(yùn)特性研究方面取得的突出成果而獲得國際熱電材 料研究領(lǐng)域最高榮譽(yù)Goldmid Award。美科學(xué)家研制出節(jié)能潛力巨大的的廢

7、熱發(fā)電裝置據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，美國能源部下屬橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué) 家利用熱電效應(yīng)，研發(fā)出了一種廢熱發(fā)電裝置，可將工業(yè)過程中產(chǎn)生的廢熱變?yōu)?電力，能在高效冷卻電子設(shè)備、光伏電池、計算機(jī)等設(shè)備的同時進(jìn)行發(fā)電，節(jié)能 潛力非常巨大。該裝置技術(shù)使用了大小約為1 mm2的懸臂結(jié)構(gòu)。該設(shè)備建立在 一個能源捕獲系統(tǒng)上。該能源捕獲系統(tǒng)是一套微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）熱電電 容器結(jié)構(gòu)。當(dāng)其被加熱和冷卻時，會導(dǎo)致電流在兩個方向交替流動，從而發(fā)電。 在該裝置內(nèi)，懸臂依附于一個錨上，這個錨附著在產(chǎn)生廢熱的基座上。當(dāng)基座變 熱時，因?yàn)槠潆p材料效應(yīng)，該懸臂也會變熱并彎曲。熱懸臂的尖端接觸到冷的表 面時，懸臂上的熱會散發(fā)出去，快速散熱使懸臂彈回并再次同熱表面接觸，懸臂 再次變冷，然后又彈回，如此循環(huán)，只要熱表面和冷表面之間存在溫差，懸臂就會持續(xù) 散熱并發(fā)電。使用這種以反應(yīng)快速且會周期性循環(huán)為特征的懸臂式“能源捕手” 陣列，熱電材料的熱電轉(zhuǎn)化效率可提高至10%30%，突破了熱電材料的轉(zhuǎn) 化效率一直徘徊在1%5%的瓶頸。盡管每個設(shè)備產(chǎn)生的電力僅為110 mW，但很多這樣的設(shè)備集結(jié)而成的陣列產(chǎn)生的