热电联产 (CHP) 系统发电并利用发电产生的热能进行加热和冷却应用(通常燃烧天然气 1 发电并捕获废气以产生蒸汽热)。2 结合这两个过程意味着一些 CHP 系统可以实现 60-80% 的热效率,是传统发电效率的两倍。3 人们越来越认识到 CHP 是一种高效且有弹性的资源,可以作为通往零碳排放未来的桥梁。4 随着人们对 CHP 的兴趣日益浓厚,各州都在探索消除障碍或鼓励其部署的方法,人们认识到,任何认真推广 CHP 的努力都必须在公平、基于成本的备用费率设计方法的背景下进行。当备用费率过高、不灵活、不可预测或客户难以适应时,这些强加给客户的额外成本意味着 CHP 系统的经济效益将无法提供所需的投资回报,潜在项目将无法成功。
目前热电发电机(TEG)广泛应用于生物医学、军事和太空卫星的电力应用。高功率发电厂的TEG主要用于汽车和工业发动机。本文讨论了TEG作为一种可再生能源。这里应用中的TEG用于热电发电机发电厂。这种热电发电机的工作原理是在TEG的加热侧,珀尔帖(Peltier)涂有铝形式的金属,由加热器加热。而TEG珀尔帖的冷侧则放在散热器(作为散热金属)上。散热器浸没在水中,大约一半或更多被浸没。如果被加热的金属的温度和散热金属的温度有一定的差异,那么温差会导致TEG开始工作。温差越大,产生的电能就越大。然而,如果温差太大,会损坏使用的铋半导体材料。TEG开始工作后,会产生电压和电流。
摘要:有机材料对热电应用,尤其是在柔性设备中具有巨大的预测,因为它们具有柔软和轻巧的性质。该领域的最新进展是通过有机热电材料和更有效的设备设计的增强来推动的。本评论提供了这些进步的全面概述。首先详细介绍了高效有机热电材料的演化和性能优化,并强调化学和物理修饰。该评论还深入研究了灵活设备的创新设计策略,涵盖了新的结构方法,性能建模和热管理技术。此外,它检查了3D打印和薄膜沉积等先进的制造过程。为了强调全球趋势和挑战,该评论整合了顶级研究机构的发现。评论项目在材料开发,表征技术和设备优化方面的未来突破,尤其是专注于PEDOT:PSS和PANI等材料的进步。它强调了提高电导率和Seebeck系数的策略。值得注意的是,创新的设备设计具有显着提高的能量转换效率,而数值模拟提高了输出电压和功率密度。此外,诸如3D打印和解决方案处理之类的尖端制造技术还促进了复杂结构的可扩展生产。总而言之,这些集体进步推动了用于多种应用的高性能,具有成本效益和可持续的热电技术,包括可穿戴电子产品,能源收集和热管理。
图1。(a)立方GD 3 SE 4的晶体结构,由右图中描绘的GDSE 8多面体组成。(b)正骨GD 2 SE 3的晶体结构,由两个不同的GDSE 7多面体单元(右图)组成。GD和SE由热椭圆形显示,从结构细化中提取。rietveld结构的完善(a)立方GD 2.84 SE 4和(b)正骨GD 2 SE 2.98的同步子X射线衍射模式的细化。插图显示了拟合的相应优点,r p,r wp和r exp。
为了实现高热能能量转换效率,希望在大温度梯度上操作热电发电机设备,并最大程度地提高用于构建设备的材料的热电性能。但是,没有单个热电材料适合在非常宽的温度(〜300-1000k)中使用。因此,必须在其具有最佳性能的每个温度范围内使用不同的材料。这可以通过两种方式实现:1)多阶段热电发生器,每个阶段在固定温度差上运行,并且是电隔离的,但与其他阶段进行热接触2)分段的发电机,其中P和N-Legs形成了由不同片段组成的不同片段。在较早的出版物中引入了将喷气推进实验室开发的新的热电材料整合到分段热电Unicouple中的概念。这种新的Unicouple预计将在300-973 K的温度差上运行,并将根据最先进的热电材料和新颖的P-Type Zn 4 SB 3,P-Type 4 SB 12-基于4 SB 12的合金和N型cosb 3-by-bys alloys的组合,将使用新颖的分段腿。预计该新的单分型将预计转化效率约为15%。我们在本文中介绍了该Unicouple制造的最新实验结果,包括P-Legs,N腿和P-Leg与N-Leg互连的不同段之间的键合研究。
该原型机用于实验验证 SmartCHP 概念。实验工作的主要发现是,原型机的操作窗口比预期的要小。在当前系统中,由于燃料供应能力和燃烧所需的最低氧含量的限制,锅炉的容量只能在相对较小的范围内变化。重新设计燃料喷射方法以及向烟气锅炉中注入更多空气的选项可以增加这个操作窗口。不过,在项目期间考虑了一些替代的 CHP 解决方案,这些解决方案可以在复杂度较低的系统中以相似或更好的效率提供所需的灵活性。例如,发动机与热泵的组合可以(理论上)将系统的整体效率提高到 100% 以上,并且还有一个好处是,在高热量需求时(冬季),系统不会给电网带来负担。
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摘要:热电(TE)技术提供了一种直接收获和转换从人体连续释放的热量的新方法。对可穿戴te发电机应用的TE材料的最大挑战与人体不断变化的形态兼容,同时又具有连续稳定的功率输出。在这里,通过改进的湿式旋转方法制备了可拉伸的羧基单壁碳纳米管(SWNT)的TEFER。即使在约30%的拉伸应力下,基于退火的羧基SWNT的稳定sebeck系数也是44μv/k。实验结果表明,当将其更改为各种形状时,文件可能会继续产生恒定的TE电位。与基于Seebeck效应的现有TE纤维相比,新的可拉伸性Tefer具有更大的塞贝克系数,并且具有更大的可拉伸性,这为将技术用于各种实用应用开放了一条途径。关键字:碳纳米管,热电材料,seebeck效果,可拉伸纤维