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3D打印热电装置创造了新的效率记录

2019-07-11 16:13:59 来源:

英国的研究人员在3D打印电子产品的性能方面取得了突破,通过一种新颖的制造方法创造出一种新型热电装置,将废热转化为能源。研究人员表示,该装置由斯旺西大学SPECIFIC创新和知识中心的研究人员开发 - 将热量转换为电能,其效率比以前印刷设备的最佳性能高50%。该中心旨在开发减少碳排放的技术,包括更高效的建筑和工业流程。研究人员希望他们的工作可以用来开发可以消耗废热的技术 - 这是英国工业用能量的1/6 - 创造电力。科学家认为,这是帮助英国工业减少能源费用和减少碳足迹的一步。

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“将废热转化为电能可显着提高能源效率,减少账单并减少碳排放,”负责研究团队的大学工程学副教授马特卡尼说。

热电材料已经用于冰箱,发电厂,甚至一些智能手表,以将温度差异转化为电能,反之亦然。

研究人员通过开发一种更有效,更便宜的方法来生产该装置的关键材料 - 硒化氢,从而取得了成果。

科学家早就知道这种由锡和硒组成的化合物作为热电材料具有很高的潜力。然而,制造这种化合物的传统方法是能量密集的并且因此是昂贵的。

Carnie的团队首先想出了一个方法,首先开发一种由硒化锡制成的油墨,用于测试其性能,然后使用该油墨生产小型热电发生器的3D打印技术。

在实验中,这些器件的性能优于之前开发的3D打印热电材料,在“品质因数”等级上达到1.7,用于测量此类器件的性能。研究人员说,以前,类似设备的最佳性能是1.0。此外,斯旺西团队开发的设备将热量转化为电能,效率为9.5%,而之前的最佳性能为4.5%。

“我们的研究结果表明,使用锡硒化物的印刷热电材料是一种非常有前景的方法,”Carnie说。“我们开发的设备是迄今为止记录的性能最佳的印刷热电材料,与之前的记录相比,效率因数提高了50%以上。”

他补充说,与现有的制造方法相比,该设备的批量生产成本低廉。该团队在“先进能源材料”杂志上发表了一篇关于其工作的论文。

研究人员认为,该设备可能特别适用于制造过程中涉及高温的行业,例如钢铁行业,这会产生大量的热量,同时需要巨大的电力,他们说。

Carnie说,该团队计划继续努力优化设备并探索其各种应用。

“需要做更多的工作,但我们的工作已经表明,这种结合效率和经济性的技术对能源密集型产业非常具有吸引力。”

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