Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Термоэлектрический эффект
Термоэлектрический силовой модуль Seebeck.jpg
Принципы
Приложения

Термоэлектрический генератор ( ТЭГ ), также называемый генератором Зеебека , является полупроводниковое устройство, преобразующее поток тепла ( температура различий) непосредственно в электрическую энергию через явление , называемое эффект Зеебека (форма термоэлектрического эффекта ). Термоэлектрические генераторы работают как тепловые двигатели , но менее громоздки и не имеют движущихся частей. Однако ТЭГ обычно более дорогие и менее эффективные. [1]

Термоэлектрические генераторы могут использоваться на электростанциях для преобразования отработанного тепла в дополнительную электроэнергию и в автомобилях в качестве автомобильных термоэлектрических генераторов (ATG) для повышения эффективности использования топлива . Радиоизотопные термоэлектрические генераторы используют радиоизотопы для создания необходимой разности температур для питания космических зондов. [1]

История [ править ]

В 1821 году Томас Иоганн Зеебек заново открыл, что тепловой градиент, образованный между двумя разнородными проводниками, может производить электричество. [2] [3] В основе термоэлектрического эффекта лежит тот факт, что температурный градиент в проводящем материале приводит к тепловому потоку; это приводит к диффузии носителей заряда. Поток носителей заряда между горячей и холодной областями, в свою очередь, создает разницу напряжений. В 1834 году Жан Шарль Атаназ Пельтье обнаружил обратный эффект: прохождение электрического тока через соединение двух разнородных проводников может, в зависимости от направления тока, заставить его действовать как нагреватель или охладитель. [4]

Строительство [ править ]

Эффект Зеебека в термобатареи из железных и медных проводов

Термоэлектрические генераторы энергии состоят из трех основных компонентов: термоэлектрических материалов, термоэлектрических модулей и термоэлектрических систем, взаимодействующих с источником тепла. [5]

Термоэлектрические материалы [ править ]

Основная статья: Термоэлектрические материалы

Термоэлектрические материалы генерируют энергию непосредственно из тепла, преобразуя разницу температур в электрическое напряжение. Эти материалы должны иметь как высокую электропроводность (σ), так и низкую теплопроводность (κ), чтобы быть хорошими термоэлектрическими материалами. Низкая теплопроводность гарантирует, что когда одна сторона нагревается, другая остается холодной, что помогает генерировать большое напряжение в условиях температурного градиента. Мера величины потока электронов в ответ на разницу температур в этом материале дается коэффициентом Зеебека (S). Эффективность данного материала по выработке термоэлектрической энергии определяется его « добротностью » zT = S 2 σT / κ.

В течение многих лет основными тремя полупроводниками, обладающими как низкой теплопроводностью, так и высоким коэффициентом мощности, были теллурид висмута (Bi 2 Te 3 ), теллурид свинца (PbTe) и кремний-германий (SiGe). Некоторые из этих материалов содержат довольно редкие элементы, которые делают их дорогими. [ необходима цитата ]

Сегодня теплопроводность полупроводников можно снизить без ущерба для их высоких электрических свойств с помощью нанотехнологий . Это может быть достигнуто путем создания наноразмерных элементов, таких как частицы, провода или границы раздела в объемных полупроводниковых материалах. Однако процессы производства наноматериалов все еще остаются сложными.

Термоэлектрическая цепь, состоящая из материалов с разным коэффициентом Зеебека (полупроводники с p-легированием и n-легированием), сконфигурированная как термоэлектрический генератор.

Термоэлектрические преимущества [ править ]

Термоэлектрические генераторы представляют собой полностью твердотельные устройства, которым не требуются жидкости для топлива или охлаждения, что делает их независимыми от ориентации, что позволяет использовать их в условиях невесомости или в открытом море. [6] Твердотельная конструкция позволяет работать в суровых условиях. Термоэлектрические генераторы не имеют движущихся частей, что обеспечивает более надежное устройство, не требующее обслуживания в течение длительного времени. Долговечность и устойчивость к окружающей среде сделали термоэлектрики фаворитом для исследователей дальнего космоса НАСА среди других приложений. [7]Одним из ключевых преимуществ термоэлектрических генераторов за пределами таких специализированных приложений является то, что они потенциально могут быть интегрированы в существующие технологии для повышения эффективности и снижения воздействия на окружающую среду за счет производства полезной энергии из отходящего тепла. [8]

Термоэлектрический модуль [ править ]

Термоэлектрический модуль - это цепь, содержащая термоэлектрические материалы, которые напрямую вырабатывают электричество из тепла. Термоэлектрический модуль состоит из двух разнородных термоэлектрических материалов, соединенных на концах: полупроводник n-типа (с отрицательными носителями заряда) и полупроводник p-типа (с положительными носителями заряда). В цепи будет протекать постоянный электрический ток, когда между краями материалов есть разница температур. Как правило, величина тока прямо пропорциональна разнице температур:

где - локальная проводимость , S - коэффициент Зеебека (также известный как термоэдс), свойство местного материала, и - температурный градиент.

На практике термоэлектрические модули в производстве электроэнергии работают в очень жестких механических и термических условиях. Поскольку они работают в условиях очень высокого температурного градиента, модули подвергаются большим термическим напряжениям и деформациям в течение длительных периодов времени. Они также подвержены механической усталости, вызванной большим количеством термических циклов.

Таким образом, соединения и материалы должны быть выбраны так, чтобы они выдерживали эти жесткие механические и термические условия. Кроме того, модуль должен быть спроектирован таким образом, чтобы два термоэлектрических материала были термически параллельны, но электрически включены последовательно. На эффективность термоэлектрического модуля сильно влияет геометрия его конструкции.

Термоэлектрические системы [ править ]

Используя термоэлектрические модули, термоэлектрическая система вырабатывает энергию, забирая тепло от источника, такого как горячий дымоход. Для работы системе необходим большой температурный градиент, что непросто в реальных приложениях. Холодная сторона должна охлаждаться воздухом или водой. Теплообменники используются с обеих сторон модулей для нагрева и охлаждения.

При разработке надежной системы ТЭГ, работающей при высоких температурах, возникает множество проблем. Достижение высокой эффективности в системе требует обширного инженерного проектирования для баланса между тепловым потоком через модули и максимальным перепадом температур между ними. Для этого разработка технологий теплообменников в системе является одним из наиболее важных аспектов проектирования ТЭГ. Кроме того, система требует минимизировать тепловые потери из-за границ раздела материалов в нескольких местах. Еще одно сложное ограничение - избежать больших перепадов давления между источниками нагрева и охлаждения.

Если требуется питание переменного тока (например, для питания оборудования, предназначенного для работы от сети переменного тока), мощность постоянного тока от модулей TE должна передаваться через инвертор, что снижает эффективность и увеличивает стоимость и сложность системы.

Материалы для ТЭГ [ править ]

Лишь несколько известных на сегодняшний день материалов идентифицированы как термоэлектрические материалы. Большинство термоэлектрических материалов сегодня имеют добротность zT, равную примерно 1, например, в теллуриде висмута (Bi 2 Te 3 ) при комнатной температуре и теллуриде свинца (PbTe) при 500–700 К. Однако для того, чтобы быть конкурирующие с другими системами выработки электроэнергии, материалы ТЭГ должны иметь набор [ когда определяется как? ] из 2–3. Большинство исследований в области термоэлектрических материалов было сосредоточено на увеличении коэффициента Зеебека (S) и снижении теплопроводности, особенно путем манипулирования наноструктурой.термоэлектрических материалов. Поскольку и теплопроводность, и электропроводность коррелируют с носителями заряда, необходимо вводить новые средства, чтобы при необходимости примирить противоречие между высокой электропроводностью и низкой теплопроводностью. [9]

При выборе материалов для термоэлектрической генерации необходимо учитывать ряд других факторов. Во время работы в идеале термоэлектрический генератор должен иметь большой градиент температуры. Затем тепловое расширение вызовет напряжение в устройстве, которое может вызвать разрушение термоэлектрических ветвей или отделение от соединительного материала. Необходимо учитывать механические свойства материалов и достаточно хорошо согласовывать коэффициент теплового расширения материалов n- и p-типа. В сегментированном [ при определении как? ] термоэлектрические генераторы, необходимо также учитывать совместимость материалов. [ почему? ]

Коэффициент совместимости материала определяется как

. [10]

Когда коэффициент совместимости от одного сегмента к другому отличается более чем в два раза, устройство не будет работать эффективно. Параметры материала, определяющие s (а также zT), зависят от температуры, поэтому коэффициент совместимости может изменяться от горячей стороны к холодной стороне устройства даже в одном сегменте. Такое поведение называется самосовместимостью и может стать важным для устройств, предназначенных для работы при низких температурах.

В целом термоэлектрические материалы можно разделить на обычные и новые материалы:

Обычные материалы [ править ]

Сегодня многие материалы ТЭГ используются в коммерческих приложениях. Эти материалы можно разделить на три группы по температурному диапазону эксплуатации:

  1. Низкотемпературные материалы (примерно до 450 K): сплавы на основе висмута (Bi) в сочетании с сурьмой (Sb), теллуром (Te) или селеном (Se).
  2. Промежуточная температура (до 850 К): например, материалы на основе сплавов свинца (Pb)
  3. Материал для самых высоких температур (до 1300 K): материалы, изготовленные из кремний-германиевых (SiGe) сплавов. [11]

Хотя эти материалы по-прежнему остаются краеугольным камнем для коммерческих и практических применений в термоэлектрической генерации, значительные успехи были достигнуты в синтезе новых материалов и изготовлении структур материалов с улучшенными термоэлектрическими характеристиками. Недавние исследования были сосредоточены на улучшении добротности материала (zT) и, следовательно, эффективности преобразования за счет снижения теплопроводности решетки. [9]

Новые материалы [ править ]

Производство электричества за счет захвата гибкого термоэлектрического устройства PEDOT: PSS с обеих сторон
ПЕДОТ: модель на основе PSS, встроенная в перчатку для выработки электричества за счет тепла тела.

Исследователи пытаются разработать новые термоэлектрические материалы для производства электроэнергии, улучшая добротность zT. Одним из примеров этих материалов является полупроводниковое соединение ß-Zn 4 Sb 3 , которое обладает исключительно низкой теплопроводностью и демонстрирует максимальное значение zT 1,3 при температуре 670 К. Этот материал также относительно недорог и стабилен до этой температуры в вакууме и может быть хорошей альтернативой в температурном диапазоне между материалами на основе Bi 2 Te 3 и PbTe. [9] Среди наиболее интересных достижений в области термоэлектрических материалов была разработка монокристаллического селенида олова, который обеспечил рекордное значение zT 2,6 в одном направлении. [12]Другие новые интересные материалы включают скуттерудиты, тетраэдриты и кристаллы гремящих ионов. [ необходима цитата ]

Помимо повышения добротности, все большее внимание уделяется разработке новых материалов за счет увеличения выработки электроэнергии, снижения стоимости и разработки экологически чистых материалов. Например, когда стоимость топлива низкая или почти бесплатная, например, при рекуперации отработанного тепла , тогда стоимость ватта определяется только мощностью на единицу площади и продолжительностью эксплуатации. В результате он инициировал поиск материалов с высокой выходной мощностью, а не с эффективностью преобразования. Например, соединения редкоземельных элементов YbAl 3 имеют низкую добротность, но они имеют выходную мощность, по крайней мере, в два раза больше, чем у любого другого материала, и могут работать в температурном диапазоне источника отходящего тепла. [9]

Новая обработка [ править ]

Для увеличения добротности (zT) теплопроводность материала должна быть минимизирована, а его электропроводность и коэффициент Зеебека - максимальными. В большинстве случаев методы увеличения или уменьшения одного свойства приводят к такому же эффекту на другие свойства из-за их взаимозависимости. Новая технология обработки использует рассеяние на разных частотах фононов для избирательного уменьшения теплопроводности решетки без типичных отрицательных эффектов на электропроводность из-за одновременного повышенного рассеяния электронов. [13] В тройной системе висмута и сурьмы и теллура жидкофазное спекание используется для получения низкоэнергетических полукогерентных границ зерен, которые не оказывают значительного эффекта рассеяния на электроны. [14]Прорыв затем заключается в приложении давления к жидкости в процессе спекания, которое создает нестационарный поток жидкости, богатой Te, и способствует образованию дислокаций, которые значительно снижают проводимость решетки. [14] Возможность выборочного уменьшения проводимости решетки приводит к заявленному значению zT 1,86, что является значительным улучшением по сравнению с текущими коммерческими термоэлектрическими генераторами с zT ~ 0,3–0,6. [15] Эти улучшения подчеркивают тот факт, что помимо разработки новых материалов для термоэлектрических применений, использование различных методов обработки для создания микроструктуры является жизнеспособным и стоящим усилием. Фактически, часто имеет смысл работать над оптимизацией как состава, так и микроструктуры. [16]

Эффективность [ править ]

Типичный КПД ТЭГ составляет около 5–8%. В более старых устройствах использовались биметаллические переходы и они были громоздкими. В более современных устройствах используются высоколегированные полупроводники, изготовленные из теллурида висмута (Bi 2 Te 3 ), теллурида свинца (PbTe) [17], оксида кальция и марганца (Ca 2 Mn 3 O 8 ), [18] [19] или их комбинаций, [ 20] в зависимости от температуры. Это твердотельные устройства, и в отличие от динамо-машин у них нет движущихся частей , за исключением вентилятора или насоса.

Использует [ редактировать ]

Термоэлектрические генераторы имеют множество применений. Часто термоэлектрические генераторы используются для удаленных приложений с низким энергопотреблением или там, где более громоздкие, но более эффективные тепловые двигатели, такие как двигатели Стирлинга, были бы невозможны. В отличие от тепловых двигателей твердотельныйэлектрические компоненты, обычно используемые для преобразования тепловой энергии в электрическую, не имеют движущихся частей. Преобразование тепловой энергии в электрическую может выполняться с использованием компонентов, которые не требуют обслуживания, обладают высокой надежностью и могут использоваться для создания генераторов с длительным сроком службы без обслуживания. Это делает термоэлектрические генераторы хорошо подходящими для оборудования с низким или умеренным потреблением энергии в удаленных необитаемых или труднодоступных местах, таких как горные вершины, космический вакуум или глубокий океан.

  • Распространенное применение - использование термоэлектрических генераторов на газопроводах. Например, для катодной защиты, радиосвязи и другой телеметрии. На газопроводах с потребляемой мощностью до 5 кВт тепловые генераторы предпочтительнее других источников энергии. Производителями генераторов для газопроводов являются Gentherm Global Power Technologies (ранее Global Thermoelectric) (Калгари, Канада) и TELGEN (Россия).
  • Термоэлектрические генераторы в основном используются в качестве удаленных и автономных генераторов энергии для необитаемых объектов. Они являются наиболее надежными генераторами энергии в таких ситуациях, поскольку у них нет движущихся частей (поэтому они практически не требуют обслуживания), работают днем ​​и ночью, работают в любых погодных условиях и могут работать без резервного аккумулятора. Хотя солнечные фотоэлектрические системы также реализованы в удаленных местах, солнечные фотоэлектрические системы могут не быть подходящим решением там, где солнечная радиация низкая, то есть в областях в более высоких широтах со снегом или без солнечного света, областях с большим количеством облаков или навеса деревьев, пыльных пустынь, лесов, и т.п.
  • Компания Gentherm Global Power Technologies (GPT), ранее известная как Global Thermoelectric (Канада), предлагает решения Hybrid Solar-TEG, в которых термоэлектрический генератор поддерживает солнечную батарею, так что если солнечная панель выходит из строя и резервная батарея резервного питания переходит в глубокую разрядку, тогда датчик запускает ТЭГ в качестве резервного источника питания до тех пор, пока Солнечная батарея снова не заработает. Тепло ТЭГ может производиться пламенем низкого давления, работающим на пропане или природном газе.
  • Многие космические зонды , включая Марс Curiosity ровер , выработки электроэнергии с использованием термоэлектрического генератора радиоизотопного которого источник тепла представляет собой радиоактивный элемент.
  • Автомобили и другие автомобили выделяют отходящее тепло (в выхлопных газах и охлаждающих агентах). Сбор этой тепловой энергии с помощью термоэлектрического генератора может повысить топливную экономичность автомобиля. Были исследованы термоэлектрические генераторы для замены генераторов переменного тока в автомобилях, демонстрирующие снижение расхода топлива на 3,45%, что представляет собой экономию в миллиарды долларов ежегодно. [21] Прогнозы будущих улучшений предполагают увеличение пробега гибридных автомобилей до 10%. [22] Было заявлено, что потенциальная экономия энергии может быть выше для бензиновых двигателей, чем для дизельных двигателей. [23] Подробнее см. Статью: Автомобильный термоэлектрический генератор .
  • Помимо автомобилей, отходящее тепло также генерируется во многих других местах, например, в промышленных процессах и отоплении (дровяные печи, уличные котлы, приготовление пищи, нефтяные и газовые месторождения, трубопроводы и башни удаленной связи).
  • Микропроцессоры выделяют отходящее тепло. Исследователи подумали, можно ли переработать часть этой энергии. [24] (Тем не менее, см. Ниже возможные проблемы.)
  • Солнечные элементы используют только высокочастотную часть излучения, а низкочастотную тепловую энергию тратят впустую. Было зарегистрировано несколько патентов на использование термоэлектрических устройств в тандеме с солнечными элементами. [25] Идея состоит в том, чтобы повысить эффективность комбинированной солнечной / термоэлектрической системы для преобразования солнечного излучения в полезное электричество.
  • Термоэлектрические генераторы также исследовались как автономные солнечно-тепловые элементы. Интеграция термоэлектрических генераторов была непосредственно интегрирована в солнечную тепловую ячейку с КПД 4,6%. [26]
  • Корпорация Maritime Applied Physics в Балтиморе, штат Мэриленд, разрабатывает термоэлектрический генератор для выработки электроэнергии на глубоководном морском дне океана, используя разницу температур между холодной морской водой и горячими флюидами, выделяемыми гидротермальными источниками , горячими просачиваниями или из пробуренных геотермальных скважин. Высоконадежный источник электроэнергии на морском дне необходим для океанских обсерваторий и датчиков, используемых в геологических, экологических и океанологических науках, разработчиками минеральных и энергетических ресурсов морского дна, а также военными. Недавние исследования показали, что глубоководные термоэлектрические генераторы для крупных энергетических установок также являются экономически выгодными. [27]
  • Энн Макосински из Британской Колумбии , Канада, разработала несколько устройств с использованием плиток Пельтье для сбора тепла (от человеческой руки [28] лба и горячего напитка [29] ), которые, как утверждается, генерируют достаточно электричества для питания светодиодной лампы или зарядки мобильное устройство , хотя изобретатель признает, что по яркости светодиодный свет не может конкурировать с имеющимися на рынке. [30]

Практические ограничения [ править ]

Помимо низкой эффективности и относительно высокой стоимости, существуют практические проблемы с использованием термоэлектрических устройств в определенных типах приложений, возникающие из-за относительно высокого выходного электрического сопротивления, которое увеличивает самонагрев, и относительно низкой теплопроводности, что делает их непригодными для применений, где тепло удаление имеет решающее значение, как и отвод тепла от электрического устройства, такого как микропроцессоры.

  • Высокое выходное сопротивление генератора: для получения уровней выходного напряжения в диапазоне, требуемом цифровыми электрическими устройствами, общий подход заключается в последовательном размещении множества термоэлектрических элементов внутри модуля генератора. Напряжения элементов увеличиваются, но увеличивается и их выходное сопротивление. Теорема о передаче максимальной мощности гласит, что максимальная мощность передается на нагрузку, когда сопротивления источника и нагрузки идентичны. Для нагрузок с низким импедансом, близких к нулю, по мере увеличения сопротивления генератора мощность, подаваемая на нагрузку, уменьшается. Чтобы снизить выходное сопротивление, некоторые коммерческие устройства размещают больше отдельных элементов параллельно и меньше последовательно и используют повышающий стабилизатор для повышения напряжения до напряжения, необходимого для нагрузки.
  • Низкая теплопроводность: поскольку для отвода тепловой энергии от источника тепла, такого как цифровой микропроцессор, требуется очень высокая теплопроводность, низкая теплопроводность термоэлектрических генераторов делает их непригодными для рекуперации тепла.
  • Отвод тепла с холодной стороны воздухом:В термоэлектрических устройствах с воздушным охлаждением, таких как сбор тепловой энергии из картера автомобиля, большое количество тепловой энергии, которое должно рассеиваться в окружающий воздух, представляет собой серьезную проблему. По мере повышения температуры холодной стороны термоэлектрического генератора дифференциальная рабочая температура устройства уменьшается. С повышением температуры электрическое сопротивление устройства увеличивается, вызывая больший паразитный саморазогрев генератора. В автомобилях иногда используется дополнительный радиатор для улучшения отвода тепла, хотя использование электрического водяного насоса для циркуляции хладагента увеличивает паразитные потери общей выходной мощности генератора. Водяное охлаждение холодной стороны термоэлектрического генератора, как при выработке термоэлектрической энергии из горячего картера бортового лодочного мотора,не будет страдать от этого недостатка. Вода - это охлаждающая жидкость, которую гораздо легче использовать, чем воздух.

Будущий рынок [ править ]

В то время как технология ТЭГ использовалась в военных и аэрокосмических приложениях в течение десятилетий, новые материалы и системы ТЭ разрабатываются для выработки энергии с использованием низко- или высокотемпературного отходящего тепла, и это может предоставить значительные возможности в ближайшем будущем. Эти системы также могут масштабироваться до любого размера и иметь более низкие затраты на эксплуатацию и обслуживание.

В целом инвестиции в технологию ТЭГ стремительно растут. Мировой рынок термоэлектрических генераторов оценивается в 320 миллионов долларов США в 2015 году. Согласно недавнему исследованию, ожидается, что TEG достигнет 720 миллионов долларов в 2021 году с темпами роста 14,5%. Сегодня Северная Америка занимает 66% рынка, и в ближайшем будущем она будет оставаться крупнейшим рынком. [31] Однако, согласно прогнозам, страны Азиатско-Тихоокеанского региона и Европы будут расти относительно более высокими темпами. Исследование показало, что рынок Азиатско-Тихоокеанского региона будет расти со среднегодовым темпом роста (CAGR) 18,3% в период с 2015 по 2020 год из-за высокого спроса на термоэлектрические генераторы со стороны автомобильной промышленности для повышения общей топливной эффективности. по мере роста индустриализации в регионе.[32]

Маломасштабные термоэлектрические генераторы также находятся на ранних стадиях исследования носимых технологий, чтобы сократить или заменить зарядку и длительность ускоренной зарядки. Недавние исследования были сосредоточены на новой разработке гибкого неорганического термоэлектрика, селенида серебра, на нейлоновой подложке. Термоэлектрики представляют собой особую синергию с носимыми устройствами, собирая энергию непосредственно из человеческого тела, создавая устройство с автономным питанием. В одном проекте использовался селенид серебра n-типа на нейлоновой мембране. Селенид серебра - это полупроводник с узкой запрещенной зоной, обладающий высокой электропроводностью и низкой теплопроводностью, что делает его идеальным для термоэлектрических применений. [33]

Маломощный ТЭГ или рынок «субватт» (т. Е. Генерирующий пиковую мощность до 1 Вт) - это растущая часть рынка ТЭГ, в которой используются новейшие технологии. Основными приложениями являются датчики, приложения с низким энергопотреблением и, в более широком смысле, приложения Интернета вещей . Специализированная компания по исследованию рынка сообщила, что в 2014 году было отгружено 100 000 единиц, а к 2020 году ожидается 9 миллионов единиц в год [34].

См. Также [ править ]

  • Теллурид висмута
  • Электрический генератор
  • Устройства для сбора энергии: термоэлектрики
  • Gentherm Incorporated
  • Мария Телкес
  • двигатель Стирлинга
  • Термоэлектрическая батарея
  • Термоэмиссионный преобразователь
  • Термоэлектрическое охлаждение или охладитель Пельтье
  • Термоэлектрический эффект
  • Термоэлектрические материалы

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Adroja, г-н Никундж; Б. Мехта, профессор Шрути; Шах, г-н Пратик (01.03.2015). «Обзор термоэлектричества для повышения качества энергии» . 2 - Выпуск 3 (март-2015). ДЖЕТИР. Cite journal requires |journal= (help)
  2. Перейти ↑ Seebeck, TJ (1825). "Magnetische Polarization der Metalle und Erze durch Temperatur-Differenz (Магнитная поляризация металлов и минералов разницей температур)" . Abhandlungen der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu Berlin (Трактаты Королевской академии наук в Берлине) . С. 265–373.
  3. Перейти ↑ Seebeck, TJ (1826). "Ueber умирают Магнитные Поляризационная дер Metalle унд Erze Durch Temperatur-Differenz," (О магнитной поляризации металлов и минералов по разнице температур)» . Annalen дер Physik унд Chemie . 6 : 286.
  4. ^ Пельтье (1834). "Nouvelles expériences sur la caloricité des courants électrique (Новые эксперименты по тепловому воздействию электрических токов)" . Annales de Chimie et de Physique . 56 : 371–386.
  5. ^ «Как работают термоэлектрические генераторы - энергия алфавита» . Алфавит Энергия . Проверено 28 октября 2015 .
  6. ^ Чен, Мэн (2015-04-29). «Исследование глубоководной морской воды и тепловой энергии термоэлектрической генерации» . Встреча тезисов . Электрохимическое общество. МА2015-01 (3): 706 . Проверено 11 марта 2019 .
  7. ^ «Усовершенствованная термоэлектрическая технология: питание космических аппаратов и инструментов для исследования Солнечной системы» . НАСА . Проверено 11 марта 2019 .
  8. ^ Уокер, Крис (2013-01-28). «Как термоэлектрические генераторы могут помочь окружающей среде?» . AZO Clean Tech . Проверено 11 марта 2019 .
  9. ^ a b c d Измаил, Базель I .; Ахмед, Ваэль Х. (1 января 2009 г.). «Производство термоэлектрической энергии с использованием отходящего тепла в качестве альтернативной зеленой технологии». Последние патенты в области электротехники и электроники . 2 (1): 27–39. DOI : 10.2174 / 1874476110902010027 .
  10. ↑ Снайдер, Г. (октябрь 2003 г.). «Термоэлектрическая эффективность и совместимость» (PDF) . Письма с физическим обзором . 91 (14): 148301. Bibcode : 2003PhRvL..91n8301S . DOI : 10.1103 / physrevlett.91.148301 . PMID 14611561 .  
  11. ^ Кандемир, Али; Озден, Айберк; Кейгин, Тахир; Севик, Джем (2017). «Инженерия теплопроводности объемных и одномерных наноархитектур Si-Ge» . Наука и технология перспективных материалов . 18 (1): 187–196. Bibcode : 2017STAdM..18..187K . DOI : 10.1080 / 14686996.2017.1288065 . PMC 5404179 . PMID 28469733 .  
  12. ^ Канатзитис, М (2014). «Сверхнизкая теплопроводность и высокая термоэлектрическая добротность в кристаллах Sn-Se». Природа . 508 (7496): 373–377. Bibcode : 2014Natur.508..373Z . DOI : 10,1038 / природа13184 . PMID 24740068 . 
  13. ↑ Хори, Такума; Шиоми, Дзюнъитиро (2018). «Настройка спектра фононного транспорта для получения лучших термоэлектрических материалов» . Наука и технология перспективных материалов . 20 (1): 10–25. DOI : 10.1080 / 14686996.2018.1548884 . PMC 6454406 . PMID 31001366 .  
  14. ^ а б Ким, Санг (2015). «Плотные массивы дислокаций, встроенные в границы зерен для высокоэффективных объемных термоэлектриков» (PDF) . Наука . 348 (6230): 109–114. Bibcode : 2015Sci ... 348..109K . DOI : 10.1126 / science.aaa4166 . PMID 25838382 .  
  15. Перейти ↑ Kim, DS (2008). «Варианты солнечного охлаждения - современный обзор». Международный журнал холода . 31 (1): 3–15. DOI : 10.1016 / j.ijrefrig.2007.07.011 .
  16. ^ Кожокару-Mirédin, Оана. «Дизайн термоэлектрических материалов путем управления микроструктурой и составом» . Max-Planck Institut . Проверено 8 ноября +2016 .
  17. ^ Biswas, Канишка; Он, Цзяцин; Блюм, Иван Д .; Ву, Чун-И; Хоган, Тимоти П .; Seidman, David N .; Dravid, Vinayak P .; Канатзидис, Меркури Г. (2012). «Высокоэффективные объемные термоэлектрики с масштабной иерархической архитектурой». Природа . 489 (7416): 414–418. Bibcode : 2012Natur.489..414B . DOI : 10.1038 / nature11439 . PMID 22996556 . 
  18. ^ Анселл, Великобритания; Модрик, Массачусетс; Лонго, JM; Поппеймелер, КР; Горовиц, HS (1982). «Оксид кальция-марганца Ca 2 Mn 3 O 8 » (PDF) . Acta Crystallographica Раздел B . Международный союз кристаллографии. 38 (6): 1795–1797. DOI : 10.1107 / S0567740882007201 .
  19. ^ «EspressoMilkCooler.com - Термоэлектрические силовые модули TEG CMO 800 ° C и каскад 600 ° C с горячей стороной» . espressomilkcooler.com .
  20. ^ High Temp Тег Силовые модули архивация 17 декабря 2012, в Wayback Machine
  21. ^ Джон, Фэрбенкс (2014). «Автомобильные термоэлектрические генераторы и HVAC» (PDF) . Министерство энергетики . Проверено 11 марта 2019 .
  22. ^ Ференбахер, Кэти. «Стартап наконец-то широко использует технологию производства тепла для производства энергии в автомобилях» . Удача . Проверено 11 марта 2019 .
  23. ^ Фернандес-Яньес, П .; Armas, O .; Kiwan, R .; Стефанопулу, А .; Беман, А.Л. (2018). «Термоэлектрический генератор в выхлопных системах двигателей с искровым зажиганием и с воспламенением от сжатия. Сравнение с электрическим турбогенератором». Прикладная энергия . 229 : 80–87. DOI : 10.1016 / j.apenergy.2018.07.107 .
  24. ^ Чжоу, Ю; Пол, Сомнатх; Бхуниа, Сваруп (2008). «Сбор отработанного тепла в микропроцессоре с помощью термоэлектрических генераторов: моделирование, анализ и измерение». 2008 Дизайн, автоматизация и испытания в Европе : 98–103. DOI : 10.1109 / DATE.2008.4484669 . ISBN 978-3-9810801-3-1.
  25. ^ Kraemer, D; Hu, L; Муто, А; Чен, X; Чен, G; Chiesa, M (2008), "Фотоэлектрические-термоэлектрические гибридные системы: общая методология оптимизации", Applied Physics Letters , 92 (24): 243503, Bibcode : 2008ApPhL..92x3503K , doi : 10.1063 / 1.2947591
  26. ^ Кремер, Daniel (2011). «Высокопроизводительные плоские солнечные термоэлектрические генераторы с высокой тепловой концентрацией». Материалы природы . 10 (7): 532–538. Bibcode : 2011NatMa..10..532K . DOI : 10.1038 / nmat3013 . PMID 21532584 . 
  27. ^ Лю, Lipeng (2014). «Возможность создания крупномасштабных электростанций на основе термоэлектрических эффектов» . Новый журнал физики . 16 (12): 123019. Полномочный код : 2014NJPh ... 16l3019L . DOI : 10.1088 / 1367-2630 / 16/12/123019 .
  28. ^ «GSF 2013: Проект: Полый фонарик» . Google Science Fair . Проверено 25 декабря 2015 .
  29. ^ "Then-Drink: Улавливание электричества из напитков" . Общество науки и общественности . Архивировано из оригинала на 2015-12-26 . Проверено 25 декабря 2015 .
  30. ↑ Чанг, Эмили (17 июня 2014 г.). «BC Girl изобретает налобный фонарь, работающий от тепла тела» . CBC News .
  31. ^ «По оценкам, к 2021 году мировой рынок термоэлектрических генераторов превысит 720 миллионов долларов США: по данным Market Research Engine» . www.keyc.com . Проверено 28 октября 2015 .
  32. ^ "Рынок термоэлектрических генераторов к 2020 году составит 547,7 миллионов долларов США" . www.prnewswire.com . Проверено 28 октября 2015 .
  33. Перейти ↑ Ding, Y. (2019). «Высокоэффективная пленка Ag 2 Se n-типа на нейлоновой мембране для гибкого термоэлектрического генератора» . Nature Communications . 10 (841): 841. DOI : 10.1038 / s41467-019-08835-5 . PMC 6381183 . PMID 30783113 .  
  34. ^ "Рынок субваттных термоэлектрических генераторов на подъеме" . 2016-03-15 . Проверено 13 сентября 2016 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Каллендар, Хью Лонгборн (1911). «Термоэлектричество»  . Британская энциклопедия . 26 (11-е изд.). С. 814–821.
  • Малые термоэлектрические генераторы Дж. Джеффри Снайдера
  • Канеллос, М. (24 ноября 2008 г.). Использование секретного источника силы Америки. Получено с сайта Greentech Media, 30 октября 2009 г. Веб-сайт: http://www.greentechmedia.com/articles/read/tapping-americas-secret-power-source-5259/
  • LT Journal Октябрь 2010 г .: Уборочный комбайн сверхнизкого напряжения использует термоэлектрический генератор для беспроводных датчиков без батарей
  • Сделай сам: как построить термоэлектрический генератор энергии из дешевого блока Пельтье
  • Gentherm Inc.
  • Это устройство использует холодное ночное небо для выработки электричества в темноте.