1. Son yıllarda, mobil iletişim teknolojisi, malzeme mikro işleme teknolojisi ve bilgi teknolojisinin sürekli gelişmesiyle, dizüstü bilgisayarlar gibi mobil cihazların sürekli minyatürleştirilmesi ve çok işlevli hale getirilmesi, güç kaynakları, soğutma sistemleri ve merkezi olmayan tahrik sistemlerindeki termoelektrik cihazlara da uygulanabilir.
2. Minyatürleştirmeye doğru gelişmeye devam edin. Elektrikli soğutma etkisi ile geliştirilen termoelektrik cihaz, küçük boyut, hafiflik, mekanik aktarım parçası olmaması, hızlı tepki hızı, uzun hizmet ömrü, gürültü olmaması, sıvı veya gaz olmaması gibi sıkıştırmalı buzdolabının kıyaslanamaz olduğu birçok avantaja sahiptir. ortam, Herhangi bir çevre kirliliği sorunu olmadan, soğutma cihazının çalışma gücünü ayarlamak, soğutma oranını ayarlayabilir veya hatta hassas sıcaklık kontrolü elde etmek için ısıtma çalışma durumuna geçebilir.
3. Termoelektrik malzemelerden yapılmış mikro elemanlar, mikro güç kaynağı, mikro bölge soğutma, optik iletişim lazer diyotu ve kızılötesi sensör sıcaklık ayarlama sisteminin hazırlanmasında yaygın olarak kullanılmaktadır.
4. Çalışma sıcaklığına göre sınıflandırılan termoelektrik jeneratörler üç kategoriye ayrılabilir: yüksek sıcaklık termoelektrik jeneratörleri, orta sıcaklık termoelektrik jeneratörleri ve düşük sıcaklık termoelektrik jeneratörleri. Yüksek sıcaklık termoelektrik jeneratörlerinde kullanılan tipik malzeme SiGe alaşımıdır, sıcak yüzeyinin çalışma sıcaklığı yaklaşık 1000 ℃'dir; orta sıcaklık termoelektrik jeneratörlerinde kullanılan tipik malzeme PbTe'dir ve sıcak yüzey çalışma sıcaklığı yaklaşık 500 ℃'dir; düşük sıcaklık termoelektrik jeneratörlerinde kullanılan tipik malzemeler BiTe'dir, sıcak yüzeyinin çalışma sıcaklığı yaklaşık 200 ~ 300 ℃'dir.
5. Malzemenin bileşimine göre, oksit termoelektrik malzemeler, dolgulu iletken polimer kompozit malzemeler, nano termoelektrik malzemeler, süper kafes termoelektrik malzemeler, kuasikristal termoelektrik malzemeler, kafes bileşik termoelektrik malzemeler, düşük boyutlu termoelektrik malzemeler ve fonksiyonlar Gradyan termoelektrik malzemeler ve benzeri olarak ayrılabilir.
6. Metal oksitler genellikle yüksek termal ve kimyasal stabiliteye sahiptir, yüksek sıcaklık ve oksijen atmosferinde kullanılabilir ve oksitlerin çoğu toksik değildir, kirletici değildir, çevre dostudur, uzun hizmet ömrü, basit hazırlık, düşük maliyet vb.
7. Avantajları, yüksek sıcaklık endüstrisindeki uygulama potansiyeli büyüktür ve çevre dostu bir termoelektrik malzemedir. Dezavantajı, iletkenliğin çok düşük olmasıdır, bu da malzemenin pratik uygulamasını sınırlar.
8. Gelecekteki araştırma hedefi, malzemenin iletkenliğini artırmak veya yüksek iletkenliğe sahip bir malzeme bulmak olacaktır. Oksit termoelektrik malzemeler, yüksek performanslı hidrojen sensörleri, güneş enerjisi üretimi, yüksek performanslı alıcılar ve minyatür kısa menzilli iletişim cihazları gibi alanlarda da kullanılabilir.
9. İletken polimer kompozit malzemeler düşük fiyat, hafiflik ve iyi esneklik avantajlarına sahiptir. Düşük nokta iletkenliğine sahip iletken bir polimerin yüksek iletkenliğe sahip bir skutterudit ile doldurulmasıyla, karmaşık bant yapısına sahip bir kompozit malzeme elde edilebilir.
10. Karmaşık bant yapısı yüksek performanslı termoelektrik yarı iletken malzemeler için gerekli bir koşul olduğundan, optimizasyondan sonra çok sayıda organik-inorganik ara yüzün varlığı fonon yansıması olasılığını artırır ve termal iletkenlik daha da azalır. Yüksek performanslı termoelektrik yarı iletken malzemeler hazırlamak mümkündür. Termoelektrik malzemelerin.
11. Nano-termoelektrik malzemeler, termoelektrik malzemelerin gelişmekte olan bir sistemidir. Nanobilim ve nanoteknolojinin hızla gelişmesiyle birlikte, nano-termoelektrik malzemelerin araştırılması da birçok araştırmacının dikkatini çekmiştir. Geleneksel yığın termoelektrik malzeme nanoboyutlandırıldığında, nanomalzemenin arayüzey etkisi ve kuantum etkisi nedeniyle, malzemenin termal iletkenliği, nokta iletkenliğini önemli ölçüde azaltmadan azaltılabilir ve böylece daha büyük bir termoelektrik liyakat değeri elde edilebilir. Aynı zamanda, nanomalzemeler katkılamayı daha uygun bir şekilde ayarlayabilir ve bu da daha fazla keşif için elverişlidir.
12. Superlattice malzemesi, iki çeşit son derece ince yarı iletken tek kristal filmin dönüşümlü olarak büyütülmesiyle oluşturulan çok katmanlı heteroyapıya sahip yarı iletken bir bileşiktir. Her film genellikle birkaç ila düzinelerce atomik katman içerdiğinden, belirgin kuantum etkilerine sahiptir ve bu da birçok yeni fiziksel özellik ile sonuçlanır.
13. Süper kafes malzemelerin bir diğer önemli özelliği de fonon saçılımını artırmaya yardımcı olan birçok arayüz ve yapıdaki periyodikliktir ve aynı zamanda yüzeydeki elektron saçılımındaki artış daha azdır, bu nedenle daha düşük termal iletkenlik ve daha yüksek elektrik iletkenliği elde edilebilir. s material.
14. Kuasikristal malzemeler, öteleme simetrisine sahip olmayan kristal benzeri malzemelerdir ve genellikle beş, on ve on iki kat dönme eksenleri gibi kristallerin sahip olmadığı simetri eksenlerine sahiptir. Kuasikristaller ve süper iletkenler 1980'lerde yoğun madde fiziğinde iki önemli gelişme olarak listelenmiştir. Keşfedilmelerinden bu yana, yapıları ve fiziksel özellikleri üzerine yapılan araştırmalar önemli ilerlemeler kaydetmiştir. Kuasikristal malzemenin malzeme yapısının özelliğinden dolayı, elektronik yapısının özelliğine neden olur.
15. Kuasikristal malzeme alışılmadık geniş bir sıcaklık adaptasyonuna sahiptir. Geleneksel yarı iletken iletim mekanizmasından farklıdır. Termoelektrik potansiyeli ve elektrik iletkenliği sıcaklık artışıyla birlikte artarken, termal iletkenlik sıcaklık artışıyla birlikte hafifçe artar. Bazı kuasikristal malzemeler de gözenekli bir yapıya sahiptir ve bu da malzemenin termal iletkenliğini azaltmak için faydalıdır. Sıradan alaşımlarla karşılaştırıldığında, kuasikristal malzemelerin termal iletkenliği sıradan alaşımlarınkinden iki kat daha düşüktür ve kuasikristal numunelerin kalitesi daha iyidir.
16. Yapı ne kadar mükemmel olursa, ısı iletkenliği o kadar düşük olur, bu da kuasikristalleri termoelektrik malzemeler olarak çok avantajlı kılar. Buna ek olarak, kuasikristaller korozyon direnci, oksidasyon direnci, yüksek sertlik ve termal kararlılık gibi birçok mükemmel fiziksel özelliğe de sahiptir. Kısacası, gelişmekte olan bir malzeme sistemi olarak, kuasikristal malzemeler birçok mükemmel özellik sergiler ve termoelektrik enerji üretimi ve elektrikli soğutmada iyi uygulama olanaklarına sahiptir.
17. Elektrikli soğutma, biyolojik ve tıbbi aletlerde 20 yılı aşkın süredir kullanılmaktadır. Gürültüsüz, titreşimsiz, küçük boyutlu ve rahat kullanım avantajları ile PCR cihazı, Ventilatör hava pompası, kriyo neşter, doku kesiti için soğuk masa vb. gibi bir dizi yeni ürün başarıyla geliştirilmiştir. Elektrikli soğutmanın bir diğer önemli uygulaması da süper iletken malzemelerin kullanımı için düşük sıcaklıklı bir ortam sağlamaktır. Yüksek sıcaklıkta süper iletken malzeme cihazlarının uygulanması soğutma teknolojisine bağlı olduğundan, mevcut soğutma, sık sık takviye edilmesi gereken soğutucu akışkanlar (sıvı helyum, sıvı nitrojen gibi) kullanır, bu çok elverişsizdir ve karmaşık soğutma tesisleri kullanılmalıdır.
18. Bu nedenle, düşük sıcaklık bölgesinde (sıvı helyum sıcaklığının altında) iyi performansa sahip termoelektrik malzemeler elde edilebilirse, süper iletken teknolojisinin hızlı gelişimini teşvik edecektir. Genel olarak, termoelektrik enerji üretimi ve elektrikli soğutma teknolojisinin uygulanmasında hala üstesinden gelinememiş birçok sorun vardır. Termoelektrik cihazların uygulanması düşük verimlilik ve yüksek maliyet dezavantajlarına sahiptir. Bu nedenle, elektrikli soğutma ve güç üretimi esas olarak enerji dönüşüm verimliliğini temel almayan uygulamalarda kullanılmaktadır. Bu durumdaki ana husus. Yüksek performanslı termoelektrik malzemelerin geliştirilmesi ve termoelektrik teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, termoelektrik cihazların uygulamasının daha kapsamlı hale geleceğine inanılmaktadır.
Bu makale Longchang Kimya Ar-Ge Departmanı tarafından yazılmıştır. Kopyalamanız ve yeniden basmanız gerekiyorsa, lütfen kaynağı belirtin.
