Повышение термоэлектрической эффективности в ТЭГ

4 года 6 мес. назад #101 от Kate
Применение скуттерудитов для повышения термоэлектрической эффективности в ТЭГ

Автор работы: Корольков Тимофей Алексеевич
В настоящее время наблюдается тенденция к использованию альтернативных источников энергии. Широкое применение получили термоэлектрические генераторы (ТЭГ), которые устанавливаются автономно на судах, космических аппаратах и автомобилях и способны значительно повысить эффективность тепловых машин. Принцип действия ТЭГ основан на эффекте Зеебека – явление возникновения термо-ЭДС в замкнутой электрической цепи, состоящей из последовательно соединённых разнородных проводников, контакты между которыми находятся при различных температурах.

Эффективность термоэлектрического материала напрямую зависит от теплопроводности и электропроводности материала. Повысить эту эффективность позволяет использование материалов в виде порошка, с размером частиц около 100 нм, это значительно снижает теплопроводность, так как усиливается процесс рассеяния фононов на границах зерен, при этом электропроводность уменьшается незначительно, за счет эффекта туннелирования электронов.

В результате проведенных экспериментов, были получены материалы на основе системы Si-Ge в виде порошка с размером частиц от 100 нм до 1 мкм, показывающие максимум эффективности в интервале температур от 700 К до 1000 К. При более низких температурах целесообразно использование других классов материалов. Одним из таких являются скуттерудиты. Скуттерудиты – это природные минералы химического состава CoAs3. Преимуществом скуттерудитов является то, что даже их монокристаллы показывают довольно высокие электрические и тепловые свойства, что делает их применение в ТЭГ перспективным.

В результате выполнения работы ожидается, что при более тщательном изучении и оптимизации состава скуттерудитов удастся значительно увеличить термоэлектрическую эффективность в интервале температур от 300 К до 1000 К.

По данным расчётов РБК существует огромная разница между потенциальным и текущим спросом на ТЭМ. Потенциально огромный рынок сбыта термоэлектрических модулей в первую очередь ограничен материалами, используемыми при их изготовлении.__

Институт новых материалов и нанотехнологий
Кафедра функциональных наносистем и высокотемпературных материалов

Пожалуйста Войти , чтобы присоединиться к беседе.

Время создания страницы: 0.109 секунд

Наши достижения


100
Открытых тем

60
Активных участников

180
Сообщений