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Come calcolare l'efficienza dei materiali termoelettrici? Questa formula può prevedere la tecnologia futura!
Con il rapido sviluppo della tecnologia, i materiali termoelettrici sono diventati gradualmente una parte importante della ricerca di soluzioni di energia rinnovabile.Questi materiali possono generare tensione quando le differenze di temperatura sono diverse o creare differenze di temperatura quando viene applicata la corrente.Questo fenomeno non può solo essere ampiamente utilizzato nella produzione di energia, ma anche per migliorare l'utilizzo dell'energia, specialmente nel recupero del calore dei rifiuti.
Le tecnologie energetiche del futuro probabilmente faranno affidamento su questi materiali termoelettrici ad alta efficienza per rivoluzionare il modo in cui utilizziamo l'energia.
Tra i materiali termoelettrici, il più comune è il materiale basato sul telluride del bismuto (Bi2te3).Tali materiali sono particolarmente adatti per l'uso in sistemi termoelettrici con applicazioni su piccola scala e il loro potenziale di condizionamento dell'aria e refrigerazione ha ricevuto un'attenzione diffusa.A causa di queste funzioni, la ricerca sui materiali termoelettrici è ancora in corso e si concentra sullo sviluppo dei materiali e sull'ottimizzazione caratteristica.
Indicatori di prestazione di materiali termoelettrici
L'efficienza dei materiali termoelettrici è un indicatore importante per la valutazione del valore dell'applicazione.Per capirlo, dobbiamo comprendere gli indicatori di prestazione dei materiali termoelettrici, noti anche come superiorità termoelettrica.Questo vantaggio riflette la massima efficienza di un materiale nella conversione energetica a una temperatura specifica.Si può dire che è descritto da conducibilità elettrica, conducibilità termica e coefficiente di Seebeck.
Nel presente studio, trovare materiali in grado di migliorare questi indicatori di prestazione è diventato una grande sfida.
Calcolo dell'efficienza dei materiali termoelettrici
I calcoli dell'efficienza si basano generalmente su alcune proprietà fisiche termiche.Qui, invece di presentare formule matematiche complesse, ci concentriamo su come l'efficacia dei materiali termoelettrici è influenzata da queste proprietà.L'efficienza è il rapporto tra l'energia fornita al carico e l'energia termica assorbita nel punto di contatto termico.In questo modo, possiamo ottenere un modello di mappatura che preveda le prestazioni di questi materiali in condizioni diverse.
Considerazioni nella selezione dei materiali
Quando si sceglie materiali termoelettrici, è necessario considerare diversi fattori chiave: alta conducibilità, bassa conducibilità termica e coefficiente di seebeck elevato.Queste sono la base per garantire l'efficienza del materiale.Niente è indispensabile.In generale, i materiali a semiconduttore funzionano meglio a questo proposito perché la loro densità dello stato elettronico può promuovere un efficiente trasferimento di energia.
Applicazione pratica e prospettiva futura
L'applicazione di materiali termoelettrici non si limita alla generazione di energia o al raffreddamento, ma vengono anche esplorati molti potenziali usi.Con il progresso della tecnologia, questi materiali hanno il potenziale per essere prodotti in serie in modi a basso costo, svolgendo così un ruolo importante nel recupero energetico, nei sistemi di raffreddamento dei veicoli, ecc.
Il successo delle applicazioni su larga scala dipenderà dall'innovazione materiale continuo e dal miglioramento dell'efficienza, che richiede sforzi congiunti di tutte le parti.
Oltre alle proprietà del materiale degli attuali materiali termoelettrici, la ricerca e lo sviluppo futuri possono anche includere l'uso di nuove leghe e materiali compositi per ottenere una maggiore efficienza termoelettrica.Ridurre strategicamente la conduttività termica reticolare, aprendo la strada a future tecnologie termoelettriche.
Nel processo, non possiamo fare a meno di meravigliarci, poiché questi materiali si sviluppano ulteriormente, ci saranno dispositivi termoelettrici che cambiano completamente il modo in cui utilizziamo l'energia?
