将传统水冷热电发电机改为风冷后,发电量减少至1/3。因此,产业技术研究院开发了可实现高输出发电的热管系统,提高了各热电元件的输出,并改善了元件的截面积和排列。因此,AIST 开发了一种实用的可批量生产的风冷热电发电机。
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| 开发的便携式风冷热电发电机和热电模块(左)以及在热电发电机上运行的电子设备示例(右) |
为了提高风冷温差发电机的发电输出,研究人员开发了以下技术。首先,开发了改进加压烧结过程控制的技术,将热电元件的功率因数提高了两倍。其次,发现减小每个元件的横截面积可以有效地将模块的内阻降低20%。通过这两项技术,总发电量增加了22倍。通过使用改进的热管,减少了温差的降低,实现了相当于水冷温差发电机80%的发电量。
AIST 开发了生产高转换效率 p 型热电材料钴酸钙和 n 型热电材料锰酸钙的技术,并生产并演示了水冷热电发电机。然而,工业界需要一种结构简单且可以小型化的风冷热电发电机,因此AIST致力于开发可与水冷发电机相媲美的风冷发电机。
AIST将对开发的发电机进行示范测试,并在两年内将其实用化,用于回收工业炉和焚烧炉的废热,并作为应急电源。此外,AIST还将开发性能、耐用性、安全性和成本方面优越的新型热电材料和热电模块,为节能、减少二氧化碳排放和创建新产业做出贡献。