轧辊能效

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一个能将多余热量转化为电能的系统有助于满足日益增长的全球人口日益增长的能源需求。Kaists的研究人员现在已经设计出一种轻质的管状系统,可以有效地获取这种丰富的、清洁的能源,这些能源通常会被浪费掉。

“这将有助于我们解决能源危机和环境污染问题,”班长Muhammad Hussain说。

热量通过各种来源被释放到环境中,从工业机器到在操作期间热身的日常生活物体,例如电子设备、家用电器和汽车排气管。

在浓酸溶液中,碲化物聚合物膜从基底上剥离并自发卷曲成管子。

许多科学家试图通过寻找能够通过改变系统的热区和冷区之间的热梯度或温度差来产生电能的材料来利用这种能量源。然而,现有的热电材料仍然不足以用于高功率发电。

热电材料铰链上的材料结合高导电性与低导热率。在这些材料中,热梯度产生热流,这使得电荷载流子扩散穿过材料并产生电压。

“我们正在探索所有可能的工程方案,以增加和维持热梯度,因为它直接影响热电发电,”首席作者Devendra Singh说。他们的团队开发了前所未有的热电管结构,延长了热端和冷端之间的距离,并增加了热梯度。这种管子可以很容易地加长,以备将来使用。

通过采用一种用于传感器、电池技术和蜂窝车辆应用的方法,研究人员发明了独立的薄膜,在聚合物诱导的应变下自发滚动到无缝管中。自滚动膜包括稳定且易于沉积的含碲化热电合金和作为应力层的聚合物。

首先,研究人员在碲酸盐基片上连续沉积碲化物合金和聚合物层,并通过热处理来加固多层结构。接着,用浓酸溶液溶解底物,使碲化聚合物膜剥离并弯曲成管状。侯赛因解释说:“由于双层膜之间的应力失配,薄膜在释放时滚动。”

计算机模拟表明,管优于实心棒和平板模拟。此外,它显示出更好的面积效率比板坯和竞争优势相比,更重和更昂贵的杆。一个概念证明实验表明,一个基于管的热电堆组件产生的功率为五毫瓦,温度差为60摄氏度。

该小组正计划利用自行滚动管来开发所谓的热电腿阵列,以优化发电。

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