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热电发电机对比太阳的热和太空的冷

热电发电机对焦......
新型热电发电机的图
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新型热电发电机的图
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新型热电发电机的图

日本国家材料科学研究所(NIMS)的工程师开发了一种新型的热电发电机,通过温度梯度产生电流。通过将热量从太阳吸收一个表面并从另一个表面发出,该装置可以发电日夜。

热从较热的物体传递到较冷的物体,这是物理学的基本原理。热电发电机利用了这一点,两个表面之间的温度梯度使电子从较热的一端移动到较冷的一端,从而产生电流。这被称为塞贝克效应,理论上热电材料油漆发电机也可以投入使用回收余热从几乎任何地方,如引擎排气管,发电厂,甚至服装或者炊具

在这项新研究中,NIMS的研究人员开发了一种太阳能热电发电机,这种发电机基于一种被称为自旋塞贝克效应的原理变化。在这种情况下,电流来自于电子的自旋流,由每个电极中的磁性材料产生。

新设计由四层组成,每一层都有重要的工作要做。最上面的两层是透明的,这样阳光就可以通过最下面的两层吸收阳光。这意味着顶层保持凉爽,底层保持温暖,而两个中间层通过由此产生的温度梯度来发电。

限制热电发电机效用的一个主要因素是,寒冷的一面不能足够快地释放热量,因此温度梯度趋于平缓。新设备通过排出多余的热量来解决这个问题直接进入太空.这要归功于最上层,由钆镓石榴石(GGG)制成的副磁体,它发出的红外辐射可以直接穿过大气层。

第二层是由钇铁石榴石组成的铁磁体,由温度梯度产生自旋电流。下面的第三层是由铂制成的顺磁体,它将自旋电流转换成可用的电压。最后一层涂上黑体涂料,以吸收阳光并保持热量。

该团队表示,这种设计可以让该设备日夜不停地发电,因为底层的热量可以保持一段时间。工程师们说,这种方法在晴朗的天气里效果最好,因为云层可以阻挡红外辐射。

也就是说,他们承认当前版本的效率仍然很低。他们计划通过调整设计和材料来推动这一趋势。

该研究发表于期刊新材料科学与技术

来源:年来的通过亚洲研究新闻

5个评论
5个评论
promotousa
期待他们的进步。还要记住,这种效应是“1794年由意大利科学家亚历山德罗·沃尔塔首次发现的”
aross.
我想这和让我的ECO风扇坐在我的柴炉上工作的技术是一样的。想知道这个系统能产生多少能量。
TechGazer
据我所知,即使是自旋的塞贝克效应也受到卡诺效率的限制,从而影响了两层之间的温差。在高温下,很难保持两层纳米级的距离。
Jinpa
本文没有讨论这些材料的成本和稀有性。因此,这是否能够扩大规模,使其具有经济价值,仍是一个悬而未决的问题。
拉马尔哈佛
我将花大部分时间寻找“其他材料”,因为铂是昂贵的,并且已经被用于催化转换器的wazoo。