Phát triển phần tử hình chữ U thiêu kết đầu tiên trên thế giới, nhận ra chuyển đổi nhiệt điện trong phạm vi nhiệt độ trung bình và cao
46084_46200
Dựa trên sự phát triển này, chúng tôi nhằm mục đích nhận ra một mô-đun phát điện nhiệt điện cao, chuyển đổi năng lượng nhiệt không sử dụng thành điện ở các vùng nhiệt độ trung bình và cao, như lò nung công nghiệp và động cơ ô tô, thành điện.
46304_46425

1. Tổng quan
Hiện tại, trong các lĩnh vực giao tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái, công nghiệp và tiêu dùng, hơn một nửa năng lượng chính đang được sử dụng và đã cạn kiệt. Trong bối cảnh đó, Nedo tập trung vào lượng nhiệt không sử dụng khổng lồ phát ra vào môi trường mà không được sử dụng và nhằm mục đích đổi mới công nghệ cơ bản và thiết lập một hệ thống để cho phép "giảm, tái chế và sử dụng" công nghệ sáng tạo để sử dụng năng lượng nhiệt không sử dụng "(Lưu ý 1)đã được thực hiện từ năm tài chính 2015.
Hiện tại, Furukawa Electric Industries, Inc. (Furukawa Electric), một thành viên của Hiệp hội Nghiên cứu Công nghệ Sáng tạo Thermoenergy không sử dụng (sau đây gọi là Thermat), đã làm việc để tạo ra hợp chất Silicon hài hòa với môi trường đầu tiên trên thế giới(Lưu ý 2)(Lưu ý 3)(Hình 1). Sự phát triển này, độ bền sẽ được cải thiện khi được sử dụng ở phía nhiệt độ cao của thiết bị (hình bên phải của Hình 1) và mục đích là nhận ra một mô-đun phát điện nhiệt điện cao, chuyển đổi năng lượng nhiệt không sử dụng được từ các vật liệu nhiệt độ và nhiệt độ trong quá trình làm việc từ nhiệt độ của công nghiệp. lĩnh vực.
Ngoài ra, những kết quả này sẽ được thể hiện tại "Diễn đàn công nghệ tiết kiệm năng lượng Nedo 2017" tại "Inchem Tokyo 2017" sẽ được tổ chức tại Tokyo Big Siew từ ngày 20 tháng 11 đến ngày 22 năm 2017, và sẽ giới thiệu các sáng kiến và phát triển như công nghệ tiết kiệm năng lượng mới nhất. Vui lòng tham khảo URL dưới đây để biết chi tiết.
"Diễn đàn công nghệ tiết kiệm năng lượng Nedo 2017" Held:http: //www.nedo.go.jp/events/da_100072.html
2. Kết quả của lần này
Công nghệ chuyển đổi nhiệt điện là hiệu ứng Seebeck của chất rắn(Lưu ý 4), và dự kiến sẽ sử dụng hiệu quả nhiệt không sử dụng từ 200 đến 800 ° C, được cho là trong phạm vi nhiệt độ cao, như khí thải nhiệt của nhà máy và động cơ ô tô, đóng góp vào tiết kiệm năng lượng. Tuy nhiên, hầu hết các vật liệu có hiệu suất nhiệt điện cao trong phạm vi nhiệt độ trung bình và cao được tạo thành từ các điểm nóng chảy và hiếm, hiếm, như chì, Tellurium, antimon, selenium và thallium. Các vật liệu chuyển đổi nhiệt điện được tạo thành từ các yếu tố này chưa được sử dụng rộng rãi vì chúng đòi hỏi sự khéo léo phải được sử dụng trong không khí.
Thiết bị hình chữ U điện cực nhiệt độ cao (Hình 1) được tạo thành từ các hợp chất silicon hài hòa môi trường Các hợp chất silicon clathrate, không có sự khác biệt đáng kể về các tính chất vật lý như hệ số mở rộng tuyến tính. Hơn nữa, điện trở nhiệt độ cao đã đạt được bằng cách loại bỏ các điện cực kim loại và chất nền cách điện ở phía nhiệt độ cao được tìm thấy trong các mô -đun tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái thường. Giữ phần tử này trên một ngọn lửa như một ngọn nến cho điện áp 50mV. Ngoài ra, chúng tôi đã phát triển một mô-đun bộ xương nửa cặp 8 cặp sử dụng tám trong số các phần tử này, với các điện cực kim loại được đặt ở phía nhiệt độ thấp (sơ đồ bên phải của Hình 1) và chuỗi điện và song song nhiệt, và khi chúng tôi thực sự tiến hành một thử nghiệm trong đó Điều này đã được chứng minh rằng việc phát điện có thể được tạo ra ngay cả khi không thu thập nhiệt đặc biệt, tản nhiệt và các thành phần phụ trợ để ngăn ngừa tiếp xúc với không khí.
Phần tử hình chữ U được phát triển lần này được chuyên về nhiệt độ cao có thể khiến ngọn lửa trực tiếp lan man, và như trước đây, bằng cách tăng số lượng các yếu tố được kết nối, dự kiến sẽ tạo ra sức mạnh từ Microwatt (μW) lên một km (KW).

3. Kế hoạch tương lai
Công nghệ được phát triển lần này có thể được áp dụng không chỉ cho các lĩnh vực của nhiệt thải ô tô và nhiệt thải công nghiệp, mà còn cho các lĩnh vực khác, và chúng tôi đang xem xét thực hiện nó để tiết kiệm năng lượng hơn nữa. Ví dụ, Hình 4 cho thấy một hệ thống phát điện nhỏ được cài đặt trên bếp. Bằng cách kết hợp nó với bếp cassette, được khuyến nghị là dự trữ phòng chống thảm họa, nó được dự kiến sẽ được sử dụng như một chế phẩm để sạc các thiết bị điện tử nhỏ như điện thoại tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái minh. Hơn nữa, dựa trên sự phát triển này, chúng tôi nhằm mục đích nhận ra một mô-đun phát điện nhiệt điện cao, chuyển đổi năng lượng nhiệt không sử dụng thành điện ở nhiệt độ trung bình và cao từ 200 đến 800 ° C, bao gồm nhiệt thải từ lò công nghiệp và động cơ ô tô.
Trong phát triển vật chất, chúng tôi nhằm mục đích thiết lập một công nghệ ngăn chặn sự gia tăng điện trở suất do tổ chức nano. Việc cải thiện các tính chất của vật liệu mới được xác nhận bằng thực nghiệm bằng cách sản xuất thực nghiệm và đo lường các cơ thể thiêu kết. Hơn nữa, chúng tôi sẽ hiểu các đặc tính đạp xe nhiệt và phát triển công nghệ để gắn cơ thể thiêu kết với mật độ cao.

Thuật ngữ
(Lưu ý 1)Nghiên cứu công nghệ sử dụng sáng tạo và phát triển năng lượng nhiệt không sử dụng
Trưởng nhóm dự án Ohara Haruhiko (Giám đốc Khoa Chiến lược Nghiên cứu, Khoa Chiến lược Nghiên cứu, Khu vực Năng lượng và Môi trường, Viện Khoa học và Công nghệ Công nghiệp Tiên tiến quốc gia), sẽ tiến hành nghiên cứu và phát triển các công nghệ sáng tạo trong năm 2013-2022 (bao gồm Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp từ 2013-2014).
(Lưu ý 2)Hợp chất Clathrate
Một hợp chất intermetallic với cấu trúc tinh thể giống như giỏ và công thức hóa học cơ bản là BA8GA16ge30. Người ta cho rằng các khối đa diện hình giỏ chứa các yếu tố tạo thành tinh thể hình khối trong khi chia sẻ các mặt với nhau, làm cho chúng trở thành cấu trúc tinh thể lý tưởng nhất cho vật liệu chuyển đổi nhiệt điện. Nó đang thu hút sự chú ý như một vật liệu mới không chứa các yếu tố có hại và có hiệu quả cao.
(Lưu ý 3)cơ thể thiêu kết loại p và loại n
Vật liệu tạo ra điện áp dương (âm) khi chênh lệch nhiệt độ dương (âm) được đưa ra được gọi là loại p (loại N) và mỗi loại được làm từ cơ thể thiêu kết.
(Lưu ý 4)Hiệu ứng Seebeck
Một hiện tượng trong đó điện áp xảy ra khi chênh lệch nhiệt độ được áp dụng cho chất rắn. Lực điện động trên chênh lệch nhiệt độ 1 ° C được gọi là hệ số Seebeck.
4. Liên hệ với chúng tôi
(Yêu cầu về nội dung của bản phát hành tin tức này)
Bộ phận tiết kiệm năng lượng của Nedo phụ trách: Kondo, Hoshino, Imada Tel: 044-520-5281
51382_51431
51434_51479
(Yêu cầu chung về các doanh nghiệp NEDO khác)
Bộ phận quan hệ công chúng Nedo phụ trách: Sakamoto, Takatsusa, Fujimoto Điện thoại: 044-520-5151
Email: nedo_press@ml.nedo.go.jp