新型柔性热电发电机可缠绕在管道和其他热表面上 将废热转化为电能

为日常生活提供动力的能源系统也会产生废热，比如建筑物的热水管、车辆的排气管散发的热量。据外媒报道，来自美国宾夕法尼亚州立大学和国家可再生能源实验室的研究人员表示，一种新型柔性热电发电机可以缠绕在管道和其他热表面上，可以比以前更有效地将余热转化为电能。

(来源:宾夕法尼亚州立大学)

宾夕法尼亚州立大学的研究人员一直在努力提高热电发电机的性能，热电发电机可以将温差转化为电能。当这些器件靠近热源时，电子会从热端向冷端移动，从而产生电流。在之前的工作中，该团队创造了在高温应用中比商业设备更有效的刚性设备。现在，该团队开发了一种新的制造工艺，可以生产出灵活的设备，提供更高的功率输出和效率。

柔性器件可以更好地适应余热源，如工业和居民建筑中的管道、车辆等，不需要像传统刚性器件那样贴在表面，会进一步降低效率。在烟道测试中，新设备的功率密度比其他领先设备高150%。略大于3平方英寸的升级版保持了115%的功率密度优势。据报道，当放置在热表面时，该版本的总功率输出为56.6瓦。宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程教授Shashank Priya说:“想象一下一个有数百英尺管道的工业发电厂。如果这些设备可以被包裹在如此大的面积内，它们就可以利用通常被丢弃的余热来产生千瓦级的能量。”

热电设备由小耦合组成，每个耦合就像一个有两条腿的桌子。许多这两个腿连接在一起，通常形成一个扁平的方形装置。在制作这种新设备时，研究人员在一个薄带上设置了6个耦合，然后用柔性金属箔将12个带连接在一起，从而创建了一个具有72个耦合的设备。液态金属用于各带层之间，以提高设备的性能。

在单个热电发生器中，72耦合装置显示出最高的输出功率和设备功率密度。宾夕法尼亚州立大学研究副教授贝德·波德(Bed Poudel)说:“在扩大这些设备的规模时，往往会损失功率密度，因此制造大规模的热电发电机具有挑战性。可以看出，这个72联装置的性能非常优秀。”

此外，条带材料之间的间隙提供了适应管道形状的灵活性。研究人员表示，这些间隙还允许填充因子(filling factor)的灵活变化，即热电材料的面积与设备的面积之比，可用于优化适合不同热源的热电设备。为日常生活提供动力的能源系统也会产生废热，比如建筑物的热水管、车辆的排气管散发的热量。据外媒报道，来自美国宾夕法尼亚州立大学和国家可再生能源实验室的研究人员表示，一种新型柔性热电发电机可以缠绕在管道和其他热表面上，可以比以前更有效地将余热转化为电能。

(来源:宾夕法尼亚州立大学)

宾夕法尼亚州立大学的研究人员一直在努力提高热电发电机的性能，热电发电机可以将温差转化为电能。当这些器件靠近热源时，电子会从热端向冷端移动，从而产生电流。在之前的工作中，该团队创造了在高温应用中比商业设备更有效的刚性设备。现在，该团队开发了一种新的制造工艺，可以生产出灵活的设备，提供更高的功率输出和效率。

柔性器件可以更好地适应余热源，如工业和居民建筑中的管道、车辆等，不需要像传统刚性器件那样贴在表面，会进一步降低效率。在烟道测试中，新设备的功率密度比其他领先设备高150%。升级版……略大于3平方英寸的空间保持了115%的功率密度优势。据报道，当放置在热表面时，该版本的总功率输出为56.6瓦。宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程教授Shashank Priya说:“想象一下一个有数百英尺管道的工业发电厂。如果这些设备可以被包裹在如此大的面积内，它们就可以利用通常被丢弃的余热来产生千瓦级的能量。”

热电设备由小耦合组成，每个耦合就像一个有两条腿的桌子。许多这两个腿连接在一起，通常形成一个扁平的方形装置。在制作这种新设备时，研究人员在一个薄带上设置了6个耦合，然后用柔性金属箔将12个带连接在一起，从而创建了一个具有72个耦合的设备。液态金属用于各带层之间，以提高设备的性能。

在单个热电发生器中，72耦合装置显示出最高的输出功率和设备功率密度。宾夕法尼亚州立大学研究副教授贝德·波德(Bed Poudel)说:“在扩大这些设备的规模时，往往会损失功率密度，因此制造大规模的热电发电机具有挑战性。可以看出，这个72联装置的性能非常优秀。”

此外，条带材料之间的间隙提供了适应管道形状的灵活性。研究人员表示，这些间隙还允许填充因子(filling factor)的灵活变化，即热电材料的面积与设备的面积之比，可用于优化适合不同热源的热电设备。

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