Nā hoʻokō hoʻomohala hou loa o nā modula hoʻoluʻu thermoelectric

Nā hoʻokō hoʻomohala hou loa o nā modula hoʻoluʻu thermoelectric

I. Noiʻi holomua ma nā mea hana a me nā palena hana

1. Ka hoʻomāhuahua ʻana i ke kumumanaʻo o "ke aniani phonon - ke aniani uila": •

Ka hoʻokō hou loa: Ua hoʻolalelale nā ​​kānaka noiʻi i ke kaʻina hana nānā no nā mea hiki ke loaʻa me ka conductivity thermal lattice haʻahaʻa loa a me ke coefficient Seebeck kiʻekiʻe ma o ka helu ʻana i nā throughput kiʻekiʻe a me ke aʻo ʻana i ka mīkini. No ka laʻana, ua ʻike lākou i nā hui Zintl phase (e like me YbCd2Sb2) me nā ʻano kristal paʻakikī a me nā hui i hoʻopili ʻia e ke keʻena, nona nā waiwai ZT i ʻoi aku ma mua o nā Bi2Te3 kuʻuna i loko o nā pae mahana kikoʻī.

Hoʻolālā "Entropy engineering": ʻO ka hoʻolauna ʻana i ka maʻi haku mele i loko o nā alloys entropy kiʻekiʻe a i ʻole nā ​​​​​​mea paʻa multi-component, ka mea e hoʻopuehu ikaika i nā phonons e hōʻemi nui i ka conductivity thermal me ka ʻole o ka hoʻopilikia koʻikoʻi i nā waiwai uila, ua lilo ia i ala hou kūpono no ka hoʻonui ʻana i ka helu pono thermoelectric.

2. Nā Holomua Palena i nā Haʻahaʻa-Dimensional a me nā Nanostructures:

Nā mea thermoelectric ʻelua-dimensional: Ua hōʻike ʻia nā haʻawina ma ka SnSe, MoS₂, a me nā mea ʻē aʻe, ʻo kā lākou hopena hoʻopaʻa quantum a me nā kūlana ʻili e hiki ke alakaʻi i nā kumu mana kiʻekiʻe loa a me ka conductivity thermal haʻahaʻa loa, e hāʻawi ana i ka hiki ke hana ʻia o nā micro-TEC ultrathin, flexible. nā modula hoʻoluʻu micro thermoelectric, nā mea hoʻoluʻu micro peltier (nā mea Micro peltier).

ʻEnekinia pilina nanometer-scale: Ke kāohi pono nei i nā microstructures e like me nā palena palaoa, nā dislocations, a me nā nano-phase precipitates, e like me nā "phonon filters", e hoʻopuehu koho ana i nā mea lawe wela (phonons) ʻoiai e ʻae ana i nā electrons e hele mālie, a laila e uhaʻi ana i ka pilina kuʻuna o nā palena thermoelectric (conductivity, Seebeck coefficient, thermal conductivity).

II. Ka ʻimi ʻana i nā ʻōnaehana a me nā mea hana hoʻomaʻalili hou

1. hoʻoluʻu thermoelectric ma luna o ke kumu:

He kuhikuhi hou kēia. Ma ka hoʻohana ʻana i ka neʻe ʻana a me ka hoʻololi ʻana o ka pae (e like me ka electrolysis a me ka solidification) o nā ions (ma mua o nā electrons/hole) ma lalo o kahi kahua uila e hoʻokō ai i ka omo wela kūpono. Hōʻike ka noiʻi hou loa e hiki i kekahi mau gels ionic a i ʻole nā ​​electrolytes wai ke hoʻopuka i nā ʻokoʻa mahana nui aʻe ma mua o nā TEC kuʻuna, nā modula peltier, nā modula TEC, nā mea hoʻoluʻu Thermoelectric, ma nā voltages haʻahaʻa, e wehe ana i kahi ala hou loa no ka hoʻomohala ʻana i nā ʻenehana hoʻoluʻu hanauna hou e maʻalahi, mālie, a me ka maikaʻi loa.

2. Nā hoʻāʻo ʻana i ka hoʻoliʻiliʻi ʻana o ka hoʻomaʻalili me ka hoʻohana ʻana i nā kāleka uila a me nā kāleka kaomi: •

ʻOiai ʻaʻole ia he ʻano hopena thermoelectric, ma ke ʻano he ʻenehana hoʻokūkū no ka hoʻoluʻu ʻana o ke kūlana paʻa, hiki i nā mea (e like me nā polymers a me nā keramika) ke hōʻike i nā loli mahana koʻikoʻi ma lalo o nā kahua uila a i ʻole ke kaumaha. Ke hoʻāʻo nei ka noiʻi hou loa e hoʻēmi a hoʻonohonoho i nā mea electrocaloric/pressurcaloric, a hana i kahi hoʻohālikelike kumu a me ka hoʻokūkū me TEC, peltier module, thermoelectric cooling module, Peltier device i mea e ʻimi ai i nā hopena micro-cooling ultra-low-power.

III. Nā Palena o ka Hoʻohui ʻōnaehana a me ka Hana Hou Noi

1. Hoʻohui ʻia ma luna o ka ʻāpana no ka hoʻopuehu wela "pae ʻāpana":

Ke nānā nei ka noiʻi hou loa i ka hoʻohui ʻana i ka micro TEC，modula thermoelectric liʻiliʻi， (modula hoʻoluʻu thermoelectric), nā mea peltier, a me nā ʻāpana silicon-based monolithic (i loko o hoʻokahi ʻāpana). Me ka hoʻohana ʻana i ka ʻenehana MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems), ua hana pololei ʻia nā ʻāpana kolamu thermoelectric micro-scale ma ke kua o ka ʻāpana e hāʻawi i ka hoʻoluʻu manawa maoli "point-to-point" no nā wahi wela kūloko o nā CPU/GPU, kahi i manaʻo ʻia e uhaʻi i ka bottleneck thermal ma lalo o ka hoʻolālā Von Neumann. Ua manaʻo ʻia kēia kekahi o nā hopena hope loa i ka pilikia "pā wela" o nā ʻāpana mana helu e hiki mai ana.

2. Hoʻokele wela ponoʻī no nā mea uila hiki ke hoʻohana ʻia a maʻalahi hoʻi:

Hoʻohui i nā hana pālua o ka hana mana thermoelectric a me ka hoʻoluʻu ʻana. ʻO nā hoʻokō hou loa e pili ana i ka hoʻomohala ʻana i nā olonā thermoelectric hiki ke hoʻolōʻihi a kiʻekiʻe. ʻAʻole hiki i kēia mau mea ke hana i ka uila no nā mea hiki ke komo ma ka hoʻohana ʻana i nā ʻokoʻa mahanaakā hoʻokō pū i ka hoʻoluʻu kūloko (e like me ka hoʻoluʻu ʻana i nā ʻaʻahu hana kūikawā) ma o ke au hope， ka hoʻokō ʻana i ka ikehu i hoʻohui ʻia a me ka hoʻokele wela.

3. Ka hoʻomalu ʻana i ka mahana pololei i ka ʻenehana quantum a me ka biosensing:

Ma nā kahua ʻoi loa e like me nā ʻāpana quantum a me nā mea ʻike kiʻekiʻe-ʻike, he mea nui ka kaohi mahana ultra-pololei ma ka pae mK (millikelvin). Ke kālele nei ka noiʻi hou loa i nā ʻōnaehana TEC multi-stage, multi-stage peltier module (thermoelectric cooling module) me ka pololei kiʻekiʻe loa (± 0.001°C) a ke noiʻi nei i ka hoʻohana ʻana o ka module TEC, peltier device, peltier cooler, no ka hoʻopau ʻana i ka walaʻau hana, me ka manaʻo e hana i kahi ʻano wela paʻa loa no nā kahua helu quantum a me nā mea ʻike molekole hoʻokahi.

IV. Hana Hou i nā ʻenehana Simulation a me Optimization

Hoʻolālā i hoʻokele ʻia e ka ʻIke Artificial: Ke hoʻohana nei i ka AI (e like me nā pūnaewele adversarial generative, ke aʻo hoʻoikaika) no ka hoʻolālā hoʻohuli "mea-structure-performance", ke wānana nei i ka multi-layer kūpono, segmented material component a me ke geometry hāmeʻa e hoʻokō ai i ka coefficient hoʻoluʻu kiʻekiʻe loa i loko o kahi ākea ākea, e hoʻopōkole nui ana i ke kaʻina hana noiʻi a me ka hoʻomohala ʻana.

Hōʻuluʻulu manaʻo:

ʻO nā hoʻokō noiʻi hou loa o ka peltier element, thermoelectric cooling module (TEC module) e neʻe nei mai ka "hoʻomaikaʻi" a i ka "hoʻololi". ʻO nā hiʻohiʻona koʻikoʻi penei: •

Pae mea: Mai ka doping nui a i nā interfaces pae atomika a me ka kaohi ʻenekinia entropy. •

Ma ka pae kumu: Mai ka hilinaʻi ʻana i nā electrons a hiki i ka ʻimi ʻana i nā mea lawe uku hou e like me nā ions a me nā polarons.

Pae hoʻohui: Mai nā ʻāpana kaʻawale a hiki i ka hoʻohui hohonu me nā ʻāpana ʻāpana, nā lole, a me nā mea hana olaola.

Pae i manaʻo ʻia: Ke neʻe nei mai ka hoʻoluʻu macro-level i ka hoʻoponopono ʻana i nā pilikia hoʻokele thermal o nā ʻenehana hou e like me ka quantum computing a me ka optoelectronics i hoʻohui ʻia.

Hōʻike kēia mau holomua e ʻoi aku ka maikaʻi o nā ʻenehana hoʻoluʻu thermoelectric e hiki mai ana, ʻoi aku ka liʻiliʻi, akamai, a hoʻohui nui ʻia i loko o ke kumu o ka ʻenehana ʻike hanauna hou, biotechnology, a me nā ʻōnaehana ikehu.