Como funciona a geração de energia termoelétrica

24 de agosto de 2020
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24 de agosto de 2020 Química Longchang

1. Hoje em dia, o meio ambiente está se deteriorando e a energia está se tornando cada vez mais escassa. Os pesquisadores têm procurado aplicações de energia limpa, verde e livre de poluição. Entre elas, a energia solar, a energia eólica e a energia das marés são conhecidas de todos. Além disso, alguns romances de ficção científica também imaginam a vida futura das pessoas, mencionam mais ou menos a energia e, uma vez que a diferença de temperatura, a frequência de geração de energia não é baixa. Por exemplo, em um conto de fadas de Zheng Yuanjie, apareceu um dispositivo semelhante a um casco de tartaruga, que as pessoas carregavam nas costas, usando o calor gerado pelo corpo humano para gerar eletricidade para uso diário. A única desvantagem desse dispositivo é sua aparência feia, mas a eletricidade gerada é suficiente para que todos possam carregar esse "casco de tartaruga". Embora Zheng Yuanjie tenha satirizado fenômenos sociais, em princípio, esse dispositivo é possível. Embora não existam produtos suficientes na vida real, alguns pesquisadores criaram modelos de produtos em condições experimentais. . A realização da geração de energia termoelétrica começou já na década de 1940. A eficiência inicial de conversão do material termoelétrico era baixa, o custo era alto e a vida útil era curta. Ela se limitou aos campos militar e aeroespacial e não foi desenvolvida rapidamente no campo civil até recentemente. Novo ponto de acesso.

2. O princípio da geração de energia por diferença de temperatura é que, como a temperatura da superfície do corpo humano é ligeiramente mais alta do que a temperatura ambiente diária, essa diferença de temperatura pode ser convertida diretamente em energia elétrica com materiais especiais de diferença de temperatura. O uso da diferença de temperatura não é apenas esse, mas também a expansão e a contração térmica da câmara de ar podem ser usadas para apertar a mola por meio de projeto mecânico, ou o meio é aquecido para evaporar e acionar as lâminas do gerador, mas, em teoria, isso não é convertido diretamente em energia elétrica. A geração de energia termoelétrica é uma tecnologia de geração de energia desenvolvida com base no efeito Seebeck dos materiais termoelétricos. Ela usa dois tipos diferentes de materiais termoelétricos semicondutores, tipo P e tipo N (o tipo P é um material rico em buracos e o tipo N é um material rico em elétrons). Uma extremidade é conectada para formar uma junção PN, conforme mostrado na Figura 1a, colocada em um estado de alta temperatura, e a outra extremidade é colocada em uma temperatura baixa, e deve haver uma certa diferença de temperatura entre as duas extremidades. Devido à excitação térmica, a concentração de buracos (elétrons) na extremidade de alta temperatura do material do tipo P(N) é maior do que na extremidade de baixa temperatura, portanto, sob a condução desse gradiente de concentração, buracos e elétrons começam a se difundir em direção à extremidade de baixa temperatura, formando assim uma força eletromotriz. O material termoelétrico conclui o processo de conversão direta da entrada de energia térmica na extremidade de alta temperatura em energia elétrica por meio da diferença de temperatura entre as extremidades de alta e baixa temperatura. O mesmo dispositivo, se estiver energizado, pode realizar o resfriamento ativo, que é um método eficiente de aplicação do resfriamento elétrico, e pode ser aplicado em equipamentos de resfriamento pequenos e micro.

3. No processo de fabricação de um dispositivo, devido à limitação dos materiais e à diferença de temperatura, uma única junção PN pode formar uma pequena força eletromotriz e uma corrente relativamente pequena. Se muitas dessas junções PN forem conectadas em série, será possível obter uma tensão suficientemente alta para se tornar um gerador termoelétrico eficaz. O método de integração mostrado na figura abaixo é muito comum na fabricação de dispositivos.

4. Além do uso da energia solar para a geração de energia termoelétrica, todas as outras fontes de diferença termoelétrica são geradas por outro consumo de energia. Mesmo que seja usada na superfície do corpo humano, ela também usa a energia de biomassa gerada pelos seres humanos. Como a energia dissipada na forma de energia térmica é considerável, e tanto a energia solar quanto o armazenamento de energia oceânica são muito grandes, a geração de energia termoelétrica tem grandes perspectivas de desenvolvimento.

Este artigo foi escrito pelo Departamento de P&D da Longchang Chemical. Se você precisar copiar e reimprimir, indique a fonte.

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