供稿人:汪鑫、李滌塵 發(fā)布日期：2018-04-18
熱電能轉(zhuǎn)換技術(shù)是將耗散的熱能轉(zhuǎn)換為電能的唯一方式。日前，韓國蔚山國家科學(xué)技術(shù)研究所與伊利諾伊香檳分校合作，利用擠出3D打印技術(shù)制作溫差電池，并開發(fā)出相應(yīng)的無機熱電“墨水”[1]。該技術(shù)利用Sb2Te3粘合Bi2Te3顆粒，形成粘彈性的“墨水”，這種“墨水”具有均勻的熱電性能，其無量綱品質(zhì)因數(shù)可以達到0.9（p型）、0.6（n型）。
研究人員表示，通過這一技術(shù)，可以解決通常溫差電池與熱源尺寸不完全匹配的問題，有利于熱電技術(shù)的大規(guī)模推廣。
圖1 a）粘彈性無機熱電墨水；b）擠出3D打印工藝；c）3D打印熱電材料
圖2 a）溫差電池制造示意圖；b）圓柱形溫差電池工作示意圖 c）溫差電池結(jié)構(gòu)示意圖；d）溫差電池照片；e）溫差電池的輸出電壓、功率
研究人員利用這種技術(shù)，制作適用于圓柱管道表面的半環(huán)形溫差電池，驗證了該技術(shù)的有效性，同時，這種技術(shù)適用于帕爾貼模塊，可以起到加速降溫的作用。與傳統(tǒng)工藝制造的二維平面熱電模塊相比，這項技術(shù)在成本控制方面具有較大的優(yōu)勢，特別的形狀復(fù)雜的熱交換結(jié)構(gòu)，這是由于3D打印工藝可以有效避免加工過程中熱電材料的損失。