топлинна енергия и студ, защо имаме нужда thermoelectrics

Thermoelectrics - материали, които могат да конвертиране на електрическата енергия в температурна разлика или, обратно, от температурната разлика, за да получите електричество - отдавна е известно, че учените, но новата технология може да се разшири обхватът на тяхното прилагане. Сега thermoelectrics използва, например, за генериране на студено под стрес. Въпреки това, ние не говорим за обикновените домашни хладилници, както и че чрез някои устройство, състоящо се от полупроводникови материали, електрически ток се предава и като резултат има активно охлаждане. Такива устройства могат да се използват, включително и в дома. Например, в една кошница за пикник, който може да бъде свързан с цигара на превозното средство по-леки, и от 12 волта, за да получите достатъчно студено, че продуктите не са се влошили.

Що се отнася до производството на електроенергия, тук използването на термоелектрически материали все още на етапа на експериментални модели. Например, термоелектрически устройство монтирано на превозното средство, както и отпадъци от жегата, или изгубени в резултат на спирането, или в резултат на двигателя на празен ход, той се превръща в някаква власт. Около 40% от загубените топлина може по този начин да се преобразува в допълнителна електроенергия в допълнителна мощност на борда системи.

Същият тип устройство може да се използва в жилища. Ако в къщата има локално парно, което има условия за създаване на температурната разлика. А термоелектрически материали вече са преобразуват превишението на топлината в електричество допълнително. Въпреки това, докато те го правят с много ниска ефективност (6-7%).

Но това може да бъде достатъчно, за да осигури енергия на телевизора или компютъра.

Термоелектрически материали са отворени за дълго време. Първо немски учен Томас Йохан Зеебек открил връзката между топлинна и електрическа енергия. Тогава термоелектрически явления проучени по-подробно френски физик Жан Pelte. Размерът на законите на Зеебек и Пелтие служи като основа за първото експериментално наблюдение на термоелектрически ефект. Нейната в средата на ХIХ век, произведени един български физик Emiliy Hristianovich Ленц. Той взе на кръстовището на проводници на бисмут и антимон, сложих капка вода върху нея, изпусна на електроенергията, както и спадът е замразен.

За да се определи колко е голяма ефективността на различните термоелектрически материали, е необходимо системата за измерване. И тогава ние изобретил безразмерна величина, наречена "качествен фактор на термоелектрически материал". То взема предвид ефекта от прехвърлянето на носители на заряд и ефекта на пренос на топлина медии в едно съединение.

За съединения, предложени Академик Ioffe, стойността Q е около 0,6. Благодарение на усилията на допинг, допинг от тези съединения, те са в относително кратък период от време са били доведени до по-голяма ефективност, равна на 0.9 вече и започване на производство с търговска цел.

Оттогава всички опити за подобряване на ефективността на термоелектрически материали, са неуспешни до средата на 90-те години на ХХ век не е нова идея, представени Слак, американски физик в Политехническия университет Renselerovskogo. Той каза, че след като огромна роля, изпълнявана от два процеса: транспорт на носители на заряд, т.е., електрони и дупки, както и транспорт на фотони, т.е. за пренос на топлина, - необходимостта от създаване на такава връзка, в която ще бъде разделена на тези два вида транспорт. И той излезе с концепция, наречена "фонон стъкло -. Електронен чип"

Въз основа на това понятие, което уточнява, модифицира (да стане "фонон и електрон с течни кристали"), нов термоелектрически материали са създадени през последните 15 години. Всеки от тях има своите плюсове и минуси, но ако обобщим всичко, което имаме днес, за да се създаде студа под въздействието на електричество, няма нищо по-добро от бисмут телурид. Но, за да се генерира електричество под влияние на температура в диапазона от 200-600 градуса, новите съединения са открити.

Въпросът е как да се въвеждат тези съединения за промишлени технологии.

Какво тези нови съединения са интересни? Например, те не съдържат елемент като телур, който е един от най-редките елементи на земята. И все пак, без да телур е пълна производство на един термоелектрически материал. Това е възможност да го замени с по-достъпни материали: желязо, мед, никел, антимон, сяра, селен.

Има нови начини за използване на термоелектрически материали. Още през 50-те години - началото на 60-те години на XX век, те са били използвани в пространството. Идеята е, че топлината, необходима за термоелектрически материал, за да се получи радиоактивен източник. Такива устройства са установени, в която плутоний проба, самостоятелно отопление, давайки достатъчно топлина за по автономни системи - сателити, космически обекти - работи термоелектрически материал и право на полетите на хранене.

Днес ние сме наясно, че използването на радиоактивни материали не е безопасно и със сигурност не може да се прехвърля този опит за това, което наричаме обектите на обекти на икономиката или на домакинството - безопасността е от първостепенно значение. Въпреки това, има идеи за използване на алтернативни източници на топлина (например, инфрачервеното излъчване от слънцето) на термоелектрически материали и превръщане на топлинна енергия в електрическа енергия.