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Comment calculer l'efficacité des matériaux thermoélectriques? Cette formule peut prédire la technologie future!
Avec le développement rapide de la technologie, les matériaux thermoélectriques sont devenus progressivement une partie importante de la recherche de solutions d'énergie renouvelable.Ces matériaux peuvent générer une tension lorsque les différences de température sont différentes ou créer des différences de température lorsque le courant est appliqué.Ce phénomène peut non seulement être largement utilisé dans la production d'électricité, mais également être utilisé pour améliorer l'utilisation d'énergie, en particulier dans la récupération de la chaleur des déchets.
Les technologies énergétiques du futur s'appuieront probablement sur ces matériaux thermoélectriques à haute efficacité pour révolutionner la façon dont nous utilisons l'énergie.
Parmi les matériaux thermoélectriques, le plus courant est le matériau basé sur le telluride de bismuth (BI2TE3).Ces matériaux sont particulièrement adaptés à une utilisation dans les systèmes thermoélectriques avec des applications à petite échelle, et leur potentiel de climatisation et de réfrigération a reçu une attention généralisée.En raison de ces fonctions, la recherche sur les matériaux thermoélectriques est toujours en cours et se concentre sur le développement des matériaux et l'optimisation des caractéristiques.
Indicateurs de performance des matériaux thermoélectriques
L'efficacité des matériaux thermoélectriques est un indicateur important pour évaluer leur valeur d'application.Pour comprendre cela, nous devons comprendre les indicateurs de performance des matériaux thermoélectriques, également connus sous le nom de supériorité thermoélectrique.Cet avantage reflète l'efficacité maximale d'un matériau dans la conversion d'énergie à une température spécifique.On peut dire qu'il est décrit par la conductivité électrique, la conductivité thermique et le coefficient de Seebeck.
Dans la présente étude, trouver du matériel qui peut améliorer ces indicateurs de performance est devenu un défi majeur.
Calcul d'efficacité des matériaux thermoélectriques
Les calculs d'efficacité sont généralement basés sur certaines propriétés physiques thermiques.Ici, au lieu de présenter des formules mathématiques complexes, nous nous concentrons sur la façon dont l'efficacité des matériaux thermoélectriques est affectée par ces propriétés.L'efficacité est le rapport de l'énergie fournie à la charge à l'énergie thermique absorbée au point de contact thermique.De cette façon, nous pouvons obtenir un modèle de cartographie qui prédit les performances de ces matériaux dans différentes conditions.
Considérations dans la sélection des matériaux
Lors du choix des matériaux thermoélectriques, plusieurs facteurs clés doivent être pris en compte: conductivité élevée, faible conductivité thermique et coefficient de Seebeck élevé.Ce sont la base pour assurer l'efficacité du matériau.Rien n'est indispensable.Généralement, les matériaux semi-conducteurs fonctionnent mieux à cet égard car leur densité de l'état électronique peut favoriser un transfert d'énergie efficace.
Application pratique et perspective future
L'application de matériaux thermoélectriques ne se limite pas à la production ou au refroidissement d'énergie, mais de nombreuses utilisations potentielles sont explorées.Avec l'avancement de la technologie, ces matériaux ont le potentiel d'être produits en masse de manière à faible coût, jouant ainsi un rôle important dans la récupération d'énergie, les systèmes de refroidissement des véhicules, etc.
Le succès des applications à grande échelle dépendra de l'innovation matérielle continue et de l'amélioration de l'efficacité, ce qui nécessite des efforts conjoints de toutes les parties.
En plus des propriétés des matériaux des matériaux thermoélectriques actuels, les recherches et le développement futurs peuvent également inclure l'utilisation de nouveaux alliages et des matériaux composites pour atteindre une efficacité thermoélectrique plus élevée.Réduisez stratégiquement la conductivité thermique du réseau, ouvrant la voie à de futures technologies thermoélectriques.
Dans le processus, nous ne pouvons pas nous empêcher de nous demander, à mesure que ces matériaux se développent davantage, y aura-t-il des dispositifs thermoélectriques qui changent complètement la façon dont nous utilisons l'énergie?
