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            技術文章

            熱電偶感溫線\熱電偶余熱發熱的應用

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              電是能源*理想的傳輸方式,將余熱轉換為電能才是**應用。目前美國愛荷華州國家實驗室正在進行這方面的研究。通常這種熱電轉化需要通過熱電偶實現的,熱電偶是一種被廣泛應用的溫度傳感器,由兩層不同的金屬構成,當其中一層比另一層溫度高時,兩層金屬間就會形成電流。但愛荷華州國家實驗室的科學家史蒂芬·諾瓦克、戴爾·科特則正在研究一種更加新奇的方法——應用一種由黃金或鎳鉻合金為材料制成的、被稱為“納米天線”的裝置來實現熱電轉換?,F在布雷納已將這一技術運用在了圣母大學的植物園內。通過4個服務器機柜,植物園溫室的溫度得到了保證,與之相對應的是,圣母大學每年因此節省了3.8萬美元的服務器冷卻費用,同時植物園的燃氣費支出減少了1.56萬美元。布雷納的創意雖然取得了成功,但與自然界海量的余熱相比,植物園的應用規模實在太小。

              若要應用這種超高頻電流,需要將納米天線與整流器配套應用。但目前市面上的整流器只能應付頻率為10億赫茲的電流。不過納米天線的實際應用也面臨著一個難題,即形成的交流電頻率過高。美國應用的交流電頻率為60赫茲,而納米天線形成的電流頻率則高達3000億赫茲。

              納米天線本身采用大規模印壓法工藝制成,在略微加熱的塑料薄片上壓制其基層結構?;鶎咏Y構成型后,再往壓出的凹槽里涂鍍金屬層。由于只需要涂鍍少量的金屬,所以*終的產品價格不高,并且具有很好的延展性。物體受熱時會散發出紅外射線,黃金或鎳鉻合金中的電子受到這種輻射便會形成振動。電子振動緊接著會形成可被利用的交變電流。雖然單個納米天線中生成的電流很小,但大量納米天線組成的陣列就足以形成不小的電量。


              為了解決這個問題,諾瓦克與他的同事正試驗在納米天線中嵌入一個納米級別的二極管。二極管是一種只允許電流單向流動的元件,經過二極管后,高頻的交流電就變成了易于處理的直流電。研究人員希望增加這一元件后能使他們的余熱利用技術變得現實可行。

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