在SmCo5/Bi0.2Sb1.8Te3基于人工倾斜的多层模块中进行横向热电发电和冷却性能的定量测量
Masayuki Murata1, Fuyuki Ando2, Takamasa Hirai2
1Research Institute for Energy Conservation, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Tsukuba, Japan.
Science and technology of advanced materials
|August 11, 2025
概括
新的SmCo5/Bi0.2Sb1.8Te3多层显示出对热电器件的承诺. 该模块实现了显著的发电和冷却,尽管模块化不完美,但仍显示出潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 能源转换 能源转换
背景情况:
- 热电装置将热量转化为电力,反之亦然.
- SmCo5/Bi0.2Sb1.8Te3多层是用于热电应用的新型材料.
- 人工倾斜的多层提供独特的性能,以提高性能.
研究的目的:
- 为了定量评估SmCo5/Bi0.2Sb1.8Te3模块的热电发电和冷却性能.
- 评估这些多层在实际热电应用中的潜力.
- 了解模块化对整体设备效率的影响.
主要方法:
- 制造SmCo5/Bi0.2Sb1.8Te3的人工倾斜的多层热模块.
- 在大温度差 (405°C) 下进行实验测试,用于发电.
- 测量冷却性能,包括最大温度差和热流.
主要成果:
- 实现了0.51V的开放电路电压和0.80W的输出功率.
- 最大功率密度为0.16W/cm2和能量转换效率为0.92%.
- 在冷却操作下,最大温度差为9.0°C,热量流量为1.6W.
结论:
- SmCo5/Bi0.2Sb1.8Te3多层显示出作为热电发电机和冷却设备的巨大潜力.
- 与理想的材料参数相比,模块化不完美稍微降低了性能.
- 系统的研究证实了这些材料对于先进的热电应用的可行性.
