热电材料项目分析

热电空调项目

分析报告

一、项目背景

进入

21

世纪以来，随着全球环境污 染和能源危机的日益严重，以及对人类可持续发展的

广泛关注，开发新型环保能源替代材 料已越来越受到世界各国的重视。

1

、能源短缺

随着全球工业化的进程，

人类对能源消耗的需求不断增长，

回 顾近

100

年能源工业的发展

历史，

可以清楚地看到，

整个能源工业的消耗主要以化石类能源为主。

人类正在消耗地球

50

万

煤和石油作为能源的载体，

极大地解放了生产力，

推动了全球

工业化的进程，

同时也向人类敲响了警钟：

常规能源己面临枯竭。

< br>由于常规能源的有限性和分

布的不均匀性，

造成了世界上 大部分国家能源供应不足，

不能满足其经济发展的需要。

从长远

来看，

全球已探明的石油储量只能用到

2020

年，

天然气也只能延续到

2040 < /p>

年左右，

即使储量

丰富的煤炭资源也只能 维持二三百年。

因此，

如不尽早设法解决化石能源的替代能源，

人类迟

早将面临化石燃料枯竭的危机局面。

2

、环境污染

当前由于燃烧煤、石油等化石燃料，仅我国每年就将有近百万吨

C O 2

、二氧化硫、氮氧

化物等有害物质抛向天空，使大气环境遭到严重污 染，导致温室效应和酸雨，恶化地球环境。

直接影响人类的身体健康和生活质量，

严重污染水土资源。

这些问题最终将迫使人们改变能源

结构，依靠利用太阳能等可再生洁净能源来解决。

3

、温室效应

化石能源的利用不仅造成环境污染，

同时由于排放大量的温室气体而产生温室效应，< /p>

引起

全球气候变化。

这一问题已提到全球 的议事日程，

其影响甚至已超过了对环境的污染，

有关国

际组织已召开多次会议，限制各国

C O 2

等温室气体的排放量。

二、

热电材料介绍

什么是热电材料呢热电 材料是一种利用固体内部载流子运动实现热能和电能直接相互转

换的功能材料。人们对热 电材料的认识具有悠久的历史。

1823

年，德国人塞贝克（< /p>

Seebeck

）

发现了材料两端的温差 可以产生电压，也就是通常所说的温差电现象。

1834

年，法 国钟表匠

珀耳帖（

Peltier

）在 法国《物理学和化学年鉴》上发表了他在两种不同导体的边界附近（当

有电流流过时）< /p>

所观察到的温差反常的论文。

这两个现象表明了热可以致电，

而同时电反过来

也能转变成热或者用来制冷，

这两个现象分别被命名为塞贝克效应和珀耳帖效应。

它们为热电

能量转换器和热电制冷的应用提供了理论依据。

热电材料是 一种能将热能和电能相互转换的功能材料，

热电材料的应用很神奇，

它通入电

流之后会产生冷热两端，

故可以用来冷却也可以用 来保温。

而如果同时在两端接触不同温度时，

则会在内部回路形 成电流，

温差越大产生的电流越强，

这就启发了一种新思维：< /p>

用热电材料接

收外界热源来产生电力。

这 种概念并不是空中楼阁，

目前日本和德国都已开发出利用人体体温

与外界环境温度差异，进而产生电力来驱动手表。

热电材料的选择可依其运作温度分为三类：

< br>1

、碲化铋及其合金：这是被广为使用于热电致冷器的材料，其最佳运作温度<4 50℃。

2

、碲化铅及其合金：这是 被广为使用于热电产生器的材料，其最佳运作温度大约为

1000℃。

< br>

3

、硅锗合金：此类材料亦常应用于热电产生器

,

其最佳运作温度大约为

1300℃。

三、热电材料优缺点

制造热电发电机或热电致冷器的材料称为热电材料，

是一种能实现电能与热能交互转 变的

材料。其优点如下

: