溫差電池
發(fā)布時間:2015/7/3 21:06:12 訪問次數(shù):711
溫差電池, P01CP2211就是利用溫度差異,使熱能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。溫差電池的材料一般有金屬和半導(dǎo)體兩種。用金屬制成的電池賽貝克效應(yīng)較小,常用于測量溫度、輻射強度等。這種電池一般把若干個溫差電偶串聯(lián)起來,把其中一頭暴露于熱源,另一個接點固定在一個特定溫度環(huán)境中,這樣產(chǎn)生的電動勢等于各個電偶電動勢之和,再根據(jù)測量的電動勢換算成溫度或強度。例如,用它來測量冶煉及熱處理爐的高溫。
1821年,賽貝克( Seebeck)發(fā)現(xiàn),把兩種不同的金屬導(dǎo)體接成閉合電路時,如果把它的兩個接點分別置于溫度不同的兩個環(huán)境中,電路中就會有電流產(chǎn)生,這一現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng),又稱作第一熱電效應(yīng)。這樣的電路叫做溫差電偶、熱電偶,這種情況下產(chǎn)生電流的電動勢叫做溫差電動勢。例如,若鐵與銅的冷接頭處為1℃,熱接頭處為100℃,則有5. 2mV的溫差電動勢產(chǎn)生。金屬溫差電偶產(chǎn)生的溫差電動勢較小,常用來測量溫度差。但將溫差電偶串聯(lián)成溫差電堆時,也可作為小功率的電源,此種電源就是
溫差電池。
用半導(dǎo)體制成的溫差電池,賽貝克效應(yīng)較強,熱能轉(zhuǎn)化為電能的效率也較高。因此,可將多個這樣的電池組成溫差屯堆,作為功率電源。它的工作原理是,將兩種不同類型的熱電轉(zhuǎn)換材料(N型和P型半導(dǎo)體)的一端結(jié)合并將其置于高溫狀態(tài),另一端開路并置于低溫時,由于高溫端的熱激發(fā)作用較強,空穴和電子濃度也比低溫端高,在這種載流子濃度梯度的驅(qū)動下,空穴和電子向低溫端擴散,從而在低溫開路端形成電勢差。如果將許多對P型和N型熱電轉(zhuǎn)換材料連接起來組成模塊,就可得到足夠高的電壓,形成一個溫差發(fā)電機。
溫差電技術(shù)的研究始于20世紀40年代,于20世紀60年代達到高峰,并成功地在航天器上實現(xiàn)了長時間發(fā)電。當(dāng)時美國能源部的空間與防御動力系統(tǒng)辦公室給出的鑒定稱:“溫差發(fā)電已被證明為性能可靠,維修少,可在極端惡劣環(huán)境下長時間工作的動力技術(shù)”。近幾年來,溫差發(fā)電機不僅在軍事和高科技方面,而且在民用方面也表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。
溫差電池, P01CP2211就是利用溫度差異,使熱能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。溫差電池的材料一般有金屬和半導(dǎo)體兩種。用金屬制成的電池賽貝克效應(yīng)較小,常用于測量溫度、輻射強度等。這種電池一般把若干個溫差電偶串聯(lián)起來,把其中一頭暴露于熱源,另一個接點固定在一個特定溫度環(huán)境中,這樣產(chǎn)生的電動勢等于各個電偶電動勢之和,再根據(jù)測量的電動勢換算成溫度或強度。例如,用它來測量冶煉及熱處理爐的高溫。
1821年,賽貝克( Seebeck)發(fā)現(xiàn),把兩種不同的金屬導(dǎo)體接成閉合電路時,如果把它的兩個接點分別置于溫度不同的兩個環(huán)境中,電路中就會有電流產(chǎn)生,這一現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng),又稱作第一熱電效應(yīng)。這樣的電路叫做溫差電偶、熱電偶,這種情況下產(chǎn)生電流的電動勢叫做溫差電動勢。例如,若鐵與銅的冷接頭處為1℃,熱接頭處為100℃,則有5. 2mV的溫差電動勢產(chǎn)生。金屬溫差電偶產(chǎn)生的溫差電動勢較小,常用來測量溫度差。但將溫差電偶串聯(lián)成溫差電堆時,也可作為小功率的電源,此種電源就是
溫差電池。
用半導(dǎo)體制成的溫差電池,賽貝克效應(yīng)較強,熱能轉(zhuǎn)化為電能的效率也較高。因此,可將多個這樣的電池組成溫差屯堆,作為功率電源。它的工作原理是,將兩種不同類型的熱電轉(zhuǎn)換材料(N型和P型半導(dǎo)體)的一端結(jié)合并將其置于高溫狀態(tài),另一端開路并置于低溫時,由于高溫端的熱激發(fā)作用較強,空穴和電子濃度也比低溫端高,在這種載流子濃度梯度的驅(qū)動下,空穴和電子向低溫端擴散,從而在低溫開路端形成電勢差。如果將許多對P型和N型熱電轉(zhuǎn)換材料連接起來組成模塊,就可得到足夠高的電壓,形成一個溫差發(fā)電機。
溫差電技術(shù)的研究始于20世紀40年代,于20世紀60年代達到高峰,并成功地在航天器上實現(xiàn)了長時間發(fā)電。當(dāng)時美國能源部的空間與防御動力系統(tǒng)辦公室給出的鑒定稱:“溫差發(fā)電已被證明為性能可靠,維修少,可在極端惡劣環(huán)境下長時間工作的動力技術(shù)”。近幾年來,溫差發(fā)電機不僅在軍事和高科技方面,而且在民用方面也表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。
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