استعراض

في الآونة الأخيرة، أدى فريق البحث في جامعة هوكايدو في اليابان من قبل الفضاء الحركة بحيث نشر الإلكترونات ضاقت بشكل ملحوظ يحسن قدرة حرارة النفايات إلى كهرباء قابلة للاستخدام.

خلفية

محطات الطاقة والمصانع والسيارات وأجهزة الكمبيوتر، وحتى في جسم الإنسان، وتوليد الحرارة أثناء العمل، والمعروف أيضا باسم "الحرارة النفايات"، وغالبا ما يضيع هذا الجزء من الحرارة. ومع ذلك، قبل 200 سنة، اكتشف العالم الألماني توماس J. Seebeck ظاهرة فيزيائية: "تأثير الحرارية" التي يمكن تحويل حرارة النفايات إلى كهرباء، وأدى ذلك أملا جديدا لاستخدام الحرارة المهدورة.

"تأثير الحرارية" هو جزء لا يتجزأ من الخاصة "المواد الحرارية." ومع ذلك، واحدة من العقبات الرئيسية التي تحول دون التطبيق العملي على نطاق واسع من المواد الحرارية هو: الحرارية كفاءة التحويل منخفضة جدا. تحقيقا لهذه الغاية، ولقد قدم معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) الفيزيائيين طريقة لتحسين كفاءة تحويل تقرير الحرارية التي تسخين طوبولوجيا نصف المعدنية في حقل مغناطيسي قوي.

ابتكار

اليوم، أريد أن أعرض برامج أخرى جديدة لتعزيز كفاءة التحويل الحرارية للجميع.

في الآونة الأخيرة، والباحثين في جامعة هوكايدو في اليابان، فضلا عن زملائهم في اليابان وتايوان، بسبب انتشار مساحة الحركة الإلكترونية تضييق ملحوظ تحسين القدرة على تحويل حرارة النفايات إلى كهرباء قابلة للاستخدام. انهم تحويل الكهرباء إلى السعة الحرارية إلى أكثر من الضعف، والحد من النفايات في الأنشطة اليومية والحرارة الصناعية والوقود الأحفوري. الأوراق ذات الصلة التي نشرت في "نيتشر الاتصالات (طبيعة الاتصالات)" المجلة.

تكنولوجيا

وقد يدرس العلماء حاليا لتحسين كفاءة التحويل الحرارية من خلال حصر الإلكترونات في طريقة المساحة الضيقة. في عام 2007، استخدم العلماء طبقتين طبقة عازلة سميكة مثل شطيرة من طبقة رقيقة موصلة وفرضت عموما، superlattice بناء مصطنع. هذه الطريقة تنتج الجهد العالي، ولكن لا يحسن كفاءة التحويل الحرارية. وتوقع الباحثون أنه إذا كان دي برولي الطول الموجي للإلكترون لفترة أطول، وهو ما يعني أنهم أكثر عرضة للتوسيع، يقتصر على طبقة موصلة الضيقة، وسيتم تحسين كفاءة التحويل الحرارية، ولكن حتى الآن لم يتم تأكيد تجريبيا.

أدى هيروميتشي أوتا من قبل فريق البحث في جامعة هوكايدو تصميم superlattice، والنطاق الذي التجارب نشر الإلكترون من السابق عرض 30. وسيؤدي هذا إلى ارتفاع كفاءة التحويل من الجهد الحرارية ومرتين الطريقة السابقة.

Superlattice الرسم المفاهيمي: حيث يقتصر انتشار الإلكترونات في مكان ضيق لتحسين كفاءة التحويل الحرارية.

قيمة

وقال هيروميتشي أوتا: "إنه نحو النباتات الدنيا الطاقة والمصانع والسيارات وأجهزة الكمبيوتر، وحتى النفايات البشرية المستهدفة الحرارة، خطوة هامة".

الكلمة

الظواهر الحرارية والمواد الحرارية، الحجمية

المواد المرجعية

[1] https://www.global.hokudai.ac.jp/blog/electron-sandwich-doubles-thermoelectric-performance/

[2] Yuqiao تشانغ فنغ بن، هيرويوكي هاياشي، تشنغ بينغ تشانغ، يو Miin Sheu، ايساو تاناكا، يويتشي Ikuhara، هيروميتشي أوتا. ضعف معامل القدرة الحرارية نظام الإلكترون 2D . طبيعة الاتصالات، 2018 (9)؛ (1) دوى: 10.1038 / s41467-018-04660-4