国际能源网讯:美国国家科学基金会(NSF)工程理事会与美国能源部(DOE)于2010年3月24日联合发布实施方案,开发热电废热回收设施以应用于汽车废热回收。NSF-DOE合作的目标是开发关键的技术使汽车排气系统的废热能有效地转换成商业化可用的电能,双方将实施优势互补。将在3年内对汽车热电废热回收项目投资900万美元。
固态能量转换概念涉及热电设施,它可望使排弃的废热转换成电力。而大块半导体热电设施的效率典型的在6%~8%,最近的发展已提出使效率提高到20%以上。当与汽车排气系统进行集成时,由于减小了发动机负荷,潜在地可节约燃油5%。
汽车热电废热回收也可为其他废热经济地转换提供一种方法,汽车排气废热转换成电力将提供以下发展机遇:(i)降低燃料消耗,(ii)减少排放。
典型的热电设施由多种材料组成,包括不仅仅是热电材料,而且也应有从热电材料抽取电力所需的电力链接。材料之间存在的多个界面和横跨的系统层面可使无用的热和电接触电阻在内外进入热电设施,而可能会使性能降级。不同材料热扩散系数的搭配也可大大影响到热电设施使用时间和寿命。
关键之点是由热电设施最终产生的电量,这直接与热电材料中的温度分布有关。成功的关键至少有三点:
1. 材料。除了寻求改进热电材料的能量转换效率外,材料本身的成本和适用性也必须考虑。
2. 热管理。建立热电设施中的温度分布,这直接与热管理相关,尤其是冷端和热端。
3. 耐用性。对于汽车寿命约为15。
4. 界面。各种不同材料之间的界面。
5.. 热阱设计。由热电设施产生的电力应最大限度地减少设施和周围环境之间的热阻。