1. Dalam beberapa tahun terakhir, dengan terus berkembangnya teknologi komunikasi seluler, teknologi mikroprosesor material, dan teknologi informasi, miniaturisasi dan multi-fungsionalisasi peralatan seluler yang berkelanjutan seperti komputer notebook juga dapat diterapkan pada perangkat termoelektrik pada catu daya, sistem pendingin, dan sistem penggerak terdesentralisasi.
2. Terus berkembang menuju miniaturisasi. Perangkat termoelektrik yang dikembangkan oleh efek pendinginan listrik memiliki banyak keunggulan yang tidak tertandingi oleh kulkas kompresi, seperti ukuran kecil, ringan, tidak ada bagian transmisi mekanis, kecepatan respons cepat, masa pakai yang lama, tidak berisik, tidak ada media cair atau gas, Tanpa masalah pencemaran lingkungan, menyesuaikan daya kerja perangkat pendingin dapat mengatur laju pendinginan atau bahkan beralih ke kondisi kerja pemanasan, untuk mencapai kontrol suhu yang tepat.
3. Elemen mikro yang terbuat dari bahan termoelektrik banyak digunakan dalam persiapan catu daya mikro, pendinginan zona mikro, dioda laser komunikasi optik, dan sistem penyesuaian suhu sensor inframerah.
4. Diklasifikasikan berdasarkan suhu kerja, generator termoelektrik dapat dibagi menjadi tiga kategori: generator termoelektrik suhu tinggi, generator termoelektrik suhu sedang, dan generator termoelektrik suhu rendah. Bahan khas yang digunakan dalam generator termoelektrik suhu tinggi adalah paduan SiGe, suhu kerja permukaan panasnya sekitar 1000 ℃; bahan khas yang digunakan dalam generator termoelektrik suhu sedang adalah PbTe, dan suhu kerja permukaan panasnya sekitar 500 ℃; bahan khas yang digunakan dalam generator termoelektrik suhu rendah adalah BiTe, suhu kerja permukaan panasnya sekitar 200 ~ 300 ℃.
5. Menurut komposisi bahan, dapat dibagi menjadi bahan termoelektrik oksida, bahan komposit polimer konduktif terisi, bahan termoelektrik nano, bahan termoelektrik superkisi, bahan termoelektrik kuasi kristal, bahan termoelektrik senyawa kandang, bahan termoelektrik dimensi rendah, dan fungsi bahan termoelektrik Gradien dan sebagainya.
6. Oksida logam umumnya memiliki stabilitas termal dan kimia yang tinggi, dapat digunakan dalam suhu tinggi dan atmosfer oksigen, dan sebagian besar oksida tidak beracun, tidak berpolusi, ramah lingkungan, masa pakai yang lama, persiapan sederhana, biaya rendah, dll.
7. Keuntungannya, potensi aplikasi dalam industri suhu tinggi sangat bagus, dan merupakan bahan termoelektrik yang ramah lingkungan. Kerugiannya adalah konduktivitasnya terlalu rendah, yang membatasi aplikasi praktis dari bahan tersebut.
8. Tujuan penelitian di masa depan adalah untuk meningkatkan konduktivitas material atau menemukan material dengan konduktivitas tinggi. Bahan termoelektrik oksida juga dapat digunakan di berbagai bidang seperti sensor hidrogen berkinerja tinggi, pembangkit listrik tenaga surya, penerima berkinerja tinggi, dan perangkat komunikasi jarak pendek mini.
9. Material komposit polimer konduktif memiliki keunggulan harga yang murah, ringan, dan fleksibilitas yang baik. Dengan mengisi polimer konduktif dengan konduktivitas titik rendah dengan skutterudite dengan konduktivitas tinggi, material komposit dengan struktur pita yang kompleks dapat diperoleh.
10. Karena struktur pita yang kompleks merupakan kondisi yang diperlukan untuk bahan semikonduktor termoelektrik berkinerja tinggi, setelah pengoptimalan, keberadaan sejumlah besar antarmuka organik-anorganik meningkatkan kemungkinan pantulan fonon dan konduktivitas termal akan semakin berkurang. Dimungkinkan untuk menyiapkan bahan semikonduktor termoelektrik berkinerja tinggi. Dari bahan termoelektrik.
11. Bahan termoelektrik nano adalah sistem bahan termoelektrik yang sedang berkembang. Dengan pesatnya perkembangan nanosains dan nanoteknologi, penelitian bahan termoelektrik nano juga telah menarik perhatian banyak peneliti. Ketika bahan termoelektrik curah konvensional berukuran nano, karena efek antarmuka dan efek kuantum dari bahan nano, konduktivitas termal bahan dapat dikurangi tanpa secara signifikan mengurangi konduktivitas titik, sehingga memperoleh angka manfaat termoelektrik yang lebih besar. Pada saat yang sama, material nano juga dapat menyesuaikan doping dengan lebih nyaman, yang kondusif untuk eksplorasi lebih lanjut.
12. Bahan superkisi adalah senyawa semikonduktor dengan heterostruktur multilayer, yang dibentuk dengan menumbuhkan dua jenis film kristal tunggal semikonduktor yang sangat tipis secara bergantian. Karena setiap film umumnya mengandung beberapa hingga puluhan lapisan atom, maka film ini memiliki efek kuantum yang jelas, sehingga menghasilkan banyak sifat fisik yang baru.
13. Fitur penting lainnya dari bahan superkisi adalah periodisitas di banyak antarmuka dan struktur, yang membantu meningkatkan hamburan fonon, dan pada saat yang sama, peningkatan hamburan elektron di permukaan lebih sedikit, sehingga konduktivitas termal yang lebih rendah dan konduktivitas listrik yang lebih tinggi dapat diperoleh.
14. Bahan quasicrystalline adalah bahan seperti kristal yang tidak memiliki simetri translasi, dan biasanya memiliki sumbu simetri yang tidak dimiliki kristal, seperti sumbu rotasi lima, sepuluh, dan dua belas kali lipat. Quasikristal dan superkonduktor terdaftar sebagai dua kemajuan penting dalam fisika materi terkondensasi pada tahun 1980-an. Sejak penemuannya, penelitian tentang struktur dan sifat fisiknya telah membuat kemajuan yang signifikan. Karena kekhususan struktur material bahan quasicrystalline, kekhususan struktur elektroniknya disebabkan.
15. Bahan quasicrystalline memiliki kemampuan adaptasi suhu yang tidak biasa. Ini berbeda dengan mekanisme konduksi semikonduktor tradisional. Potensial termoelektrik dan konduktivitas listriknya meningkat seiring dengan kenaikan suhu, sedangkan konduktivitas termalnya meningkat secara perlahan seiring dengan kenaikan suhu. Beberapa bahan quasicrystalline juga memiliki struktur berpori, yang juga bermanfaat untuk mengurangi konduktivitas termal bahan. Dibandingkan dengan paduan biasa, konduktivitas termal bahan quasicrystalline lebih dari dua kali lipat lebih rendah daripada paduan biasa, dan kualitas sampel quasicrystalline lebih baik.
16. Semakin sempurna strukturnya, semakin rendah konduktivitas termalnya, yang membuat quasicrystal sangat menguntungkan sebagai bahan termoelektrik. Selain itu, quasicrystals juga memiliki banyak sifat fisik yang sangat baik lainnya, seperti ketahanan korosi, ketahanan oksidasi, kekerasan tinggi, dan stabilitas termal. Singkatnya, sebagai sistem material yang sedang berkembang, material quasicrystalline menunjukkan banyak sifat yang sangat baik dan memiliki prospek aplikasi yang baik dalam pembangkit listrik termoelektrik dan pendinginan listrik.
17. Pendinginan listrik telah digunakan dalam instrumen biologi dan medis selama lebih dari 20 tahun. Dengan keunggulannya yang tidak berisik, tidak bergetar, ukurannya yang kecil dan penggunaan yang mudah, serangkaian produk baru telah berhasil dikembangkan, seperti instrumen PCR, pompa udara Ventilator, pisau bedah krio, meja dingin untuk pemotongan jaringan, dll. Aplikasi penting lainnya dari pendinginan listrik adalah menyediakan lingkungan bersuhu rendah untuk penggunaan bahan superkonduktor. Karena penerapan perangkat bahan superkonduktor suhu tinggi bergantung pada teknologi pendinginan, pendinginan saat ini menggunakan refrigeran (seperti helium cair, nitrogen cair), yang perlu sering ditambahkan, yang sangat merepotkan, dan fasilitas pendinginan yang rumit harus digunakan.
18. Oleh karena itu, jika bahan termoelektrik dengan kinerja yang baik di daerah suhu rendah (di bawah suhu helium cair) dapat diperoleh, maka akan mendorong perkembangan pesat teknologi superkonduktor. Secara umum, masih banyak masalah dalam penerapan pembangkit listrik termoelektrik dan teknologi pendingin listrik yang belum teratasi. Penerapan perangkat termoelektrik memiliki kelemahan yaitu efisiensi rendah dan biaya tinggi. Oleh karena itu, pendinginan listrik dan pembangkit listrik terutama digunakan dalam aplikasi yang tidak menggunakan efisiensi konversi energi sebagai dasar. Pertimbangan utama dalam kesempatan itu. Dengan pengembangan bahan termoelektrik berkinerja tinggi dan pengembangan teknologi termoelektrik, diyakini bahwa penerapan perangkat termoelektrik akan menjadi lebih luas.
Artikel ini ditulis oleh Departemen Litbang Kimia Longchang. Jika Anda perlu menyalin dan mencetak ulang, harap sebutkan sumbernya.
