第四百零五章 温差发电

第四百零五章 温差发电 (第1/2页)

黄豪杰一篇篇的翻阅着关于离子发和光子发的资料，这些资料很多是理论上的论文，当然其中离子发方面的实际应用还是有不少的。
　　
　　米粒家、太阳国、西洲联盟都有离子发的卫星或者探测器，特别是深空探测器方面，钚同位素电池配合离子发，才可以飞行几十年。
　　
　　不然那些动辄飞行几十年的探测器，根本没有办法采用化学燃料发动机。
　　
　　看了小半天，但是解决核聚变小型化的热量问题，有用的依旧是寥寥无几。
　　
　　不过离子发和光子发还是非常有潜力的，黄豪杰向忠问道：
　　
　　“我记得我们是不是有一个离子发动机研究所?”
　　
　　［是的，离子发动机研究所在基隆市，所长是周博通，总工程师是三岛季。］
　　
　　“周伯通?”黄豪杰好奇的抬起头来。
　　
　　［╭(′??o??′)╭??是博学多才的博。］
　　
　　“额……”黄豪杰顿时一尬，连忙转移话题：
　　
　　“将我实验室里面的5、6、7号小型反应炉送去离子发动机研究所，让他们研究核聚变的离子发动机，顺便连光子发动机的任务也给他们了。”
　　
　　［好的。］
　　
　　黄豪杰吩咐了这个事情之后，便将注意力集中在温差发电上面，温差发电是一种简单直接的发电技术。
　　
　　无需复杂的设备装置，只要一种叫做“热电材料”的特殊材料，在其两端施加以温度差——比如，一端是27摄氏度凉水，另一端是100摄氏度的开水，这73摄氏度的温度差，就可以让这种材料发出一定功率的电能。
　　
　　既然优点这么多、潜力巨大的发电技术，为什么很少听说有应用?
　　
　　因为温差发电有一个致命的缺陷——效率太低。
　　
　　现有最好的温差发电材料，其热效率只有常规火力发电厂的一半不到，比地热发电的效率还低（地热发电效率在6～18%左右），这么低的热效率，那些资本家又不是傻叉，怎么会做这种亏本买卖。
　　
　　不过黄豪杰在翻阅到一篇发表在Nature上的论文时，发现这篇论文给了他给不少的启发。
　　
　　这篇论文是由西洲联盟—奥地利维也纳工业大学ErnstBauer教授领衔的研究团队发表的。
　　
　　论文之中的数据显示，他们实现了温差发电材料的关键性能指标——热电优值系数（ZT值）的翻倍。
　　
　　他们开发的热电材料具有高达5到6的热电优值系数，而之前最好的材料一般也只有大约2.5到2.8。
　　
　　黄豪杰顿时重点关注起来，让忠将这个团队关于热电材料的资料收集起来，不一会一大堆资料出现在他全息电脑里面。
　　
　　温差发电要想提高热电效率，就必须要提高热电材料的ZT值，只有ZT值达到或者超过4，这种技术才具有商用价值。然而，热电效应发现100多年过去了，科学家们连3都很难达到。
　　
　　为什么热电材料的ZT值这么难提高?这要从温差发电技术所依赖的物理原理——热电效应本身说起。
　　
　　金属或者半导体的内部存在有一定数量的载流子（比如电子或者空穴），而这些载流子的密度会随着温度的变化而出现变化，如果物体的一端温度高，另一端温度低，就会在同一个物体中间出现不同的载流子密度。
　　
　　只要可以维持物体两端的温差，就能使载流子持续扩散，从而形成稳定的电压，这便是温差发电的原理。
　　
　　而温差发电的效率，取决于热电材料的三个重要的特性：
　　
　　第一、塞贝克系数（材料在有温度差的情况下产生电动势的能力），塞贝克系数越高，相同的温差下产生的电动势就越高，意味着能够发出来的电就越多。
　　
　　第二、电导率（材料的导电性），电导率越高，电子在材料内部就可以越容易地扩散。
　　
　　第三、热导率（材料的导热系数），热导率越高，热量就可以更快速地从热端传递到冷端，从而让温差发电所依赖的温度差消失，电动势也就随之消失。
　　
　　

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