게시 및 게시 날짜 : 2005/05/31

폐기 된 열로 인한 발전

-세라믹 재료를 사용하는 고온을위한 실용적인 바카라 사이트 쿠폰 발전 모듈-

포인트

  • 800 ° C에서 고온 작동에서도 산화로 인해 성능을 저하시키지 않는 바카라 사이트 쿠폰 전환 모듈
  • 열 엔진의 총 효율성 향상을 통한 에너지 절약, CO2배출 감소에 대한 주요 기여
  • 희귀 또는 독성 요소를 사용하지 않는 안전하고 안전하며 저렴한 발전 장치
  • 열원이있는 한 언제 어디서나 전기를 공급할 수 있습니다

요약

유비쿼터스 에너지 연구 부 (Yoshikawa Hiroyuki 회장) (이하 "바카라 사이트 쿠폰"라고 함)는 산화로 인해 분해가없는 세라믹 재료를 사용하여 열전 전환 모듈을 성공적으로 개발했습니다 지금까지 고온에서 작동 할 수있는 열전 전환 모듈이 있었지만 이번에 개발 된 열전 전환 모듈은 공기 중 800 ° C에서 작동 할 때에도 성능 악화가 없으며, 전혀 독성이 있거나 귀중한 희귀 요소를 사용하지 않기 때문에 경제적이기도 할뿐만 아니라 전통적인 모델보다 훨씬 우수합니다

이 모듈이 쓰레기 소각로, 산업 용광로 및 자동차에 사용되면 에너지 절약 및 지구 온난화 문제를 완화하기위한 척도로 높은 양의 폐 열 에너지 (총 에너지 소비량의 약 70%)에서 전기를 생성 할 수 있습니다 또한, 높은 출력 밀도로 인해 열원 만 이용할 수있는 재난 지역에서 비상 전원 또는 휴대용 전원으로 사용할 수 있습니다

세라믹 열전 모듈과 함께 고온 폐 열을 효과적으로 사용할 수있는 요약 다이어그램
세라믹 바카라 사이트 쿠폰 모듈은 고온 폐 열을 효과적으로 사용할 수 있습니다


연구 배경

석유 생산은 2010-2020 년경에 정점에 도달 할 것으로 예상되며, 우리는 경제 성장을 계속하면서 안정적인 에너지 공급을 유지하고 지구 환경 문제를 해결해야합니다 일본에서는 1 차 공급 에너지는 매년 수억 kl의 원유에 해당하는 형태로 소비되지만,이 중 약 70%는 100 ~ 300 ° C의 저온 열 에너지이며 사용되지 않고 대기 중에 배치됩니다 폐 열 에너지의 총량은 엄청나고,이를 회복하고 효과적으로 활용할 수있는 기술에 많은 관심이 있습니다 그러나 폐 열 에너지의 총량이 엄청나지 않더라도 하나의 열 엔진 (예 : 하나의 자동차)에서 폐기 된 열량은 작습니다 따라서 희소 폐 열 에너지를 효율적으로 회복하고 저렴한 비용으로 회복하는 기술을 실현하는 것은 어려웠습니다 이 중에서 가장 유망한 폐 열 회수 기술은바카라 사이트 쿠폰 발전(그림 1) 그 이유는 바카라 사이트 쿠폰 발전 생성이 다음과 같은 장점이 있기 때문입니다

1 움직이는 부분이 없습니다 유지 보수가 없음, 장수
2 열에서 전기로 직접 변환 깨끗한 발전, 조용하고 간단한 구조
재난 강화 지역의 비상 전원에 이상적
3 고출력 밀도 작고 경량, 모바일 장치 및 휴대용 장치 용 전원 공급 장치에 이상적
4 스케일 효과 없음 열 에너지가 전기로 변환되는 것이 얼마나 작은 지

이 중에서, 스케일 효과의 부족은 특히 폐열 회복에 효과적이며, 이는 희석 적으로 분산됩니다 그러나, 바카라 사이트 쿠폰 발전의 예는 없으며, 이는 폐 열 회수를 위해 매우 예상되는 것이 우리 주변에서 실질적으로 사용됩니다 이유는바카라 사이트 쿠폰 재료같은 일이었습니다 지금까지 개발 된 바카라 사이트 쿠폰 재료는 금속 물질이기 때문에 고온에서의 용융 또는 산화로 인한 성능 저하, 납과 같은 독성 요소의 존재로 인해 소비자 응용이 매우 어려웠습니다

열전 발전 메커니즘의 다이어그램
그림 1 바카라 사이트 쿠폰 발전 메커니즘
  열전 재료의 문제에 대한 설명
그림 2 바카라 사이트 쿠폰 재료의 문제

연구 기록

이번에 개발 된 모듈은 산화물 열전 재료, 즉 세라믹 물질, 즉 고온에서도 악화되지 않고 독성 요소를 함유하지 않는 물질로 만들어집니다 1998 년 세라믹 열전 시스템에 대한 연구가 시작된 이래, 바카라 사이트 쿠폰는 작동 온도 차이가 약 500 ° C 인 경우 최대 10%의 전환 효율을 갖는 P 형 층의 코발트 열전 산화물의 발견을 확립했으며, 하루에 2,000 유형의 열 전자 샘플을 합성하고 평가하는 기술을 갖추고 있습니다 (그림 3 및 4) 또한, 그는 이러한 재료, 즉 모듈화를 사용하여 열전 발전기 제조에 대한 연구를 진행하고 있습니다

층 코발트 열전 산화물 사진
그림 3 층 코발트 기반 바카라 사이트 쿠폰 산화물
이 단결정은 약 10%의 전환 효율을 가지고 있습니다

 
조합 샘플 사진
그림 4 조합 샘플
하루에 2000 샘플의 합성 및 평가

연구 컨텐츠

도 1에 도시 된 바와 같이, 열전 모듈의 구조는 p- 타입 및 N- 타입 열전 재료가 직렬로 교대로 연결되는 유형이다 단일 열전 재료로 온도 차이가 얼마나 큰지에 관계없이 약 100mV의 전압 만 생성 될 수 있으며 스태킹이 필수적이기 때문입니다 모듈 제조에서 가장 어려운 문제는 라미네이트 재료를 전기 저항력이 낮은 방법으로 연결하는 방법입니다 예를 들어, 휴대 전화를 충전하는 데 필요한 4V를 생성하는 모듈에서 최소 40 개의 열전 재료를 직렬로 연결해야합니다 다시 말해, 80 개의 관절을 만들어야합니다 이 부품 중 하나가 파손 된 경우의 문제는 없지만 전기 저항이 높은 조인트가 있으면 모듈에서 추출 할 수있는 전기 에너지가 줄어 듭니다 또한, 열전 모듈은 온도 차이를 사용하여 전기를 생성하는 시스템이므로 열전 재료와 연결하는 전극 (금속 재료) 사이의 열 팽창 계수의 차이로 인한 손상도 주요 문제입니다 바카라 사이트 쿠폰가 개발 한 열전 모듈은 800 ° C의 고온에서 작동 할 수 있도록하는 것을 목표로하며, 제조 방법은 솔더 본딩과 같은 기존 기술에서 사용할 수 없습니다 따라서 전극 재료, 결합 재료 및 결합 방법 측면에서 새로운 기술이 개발되었으며 실제 세라믹 모듈의 생산이 실현되었습니다

그림 5는 많은 시행 착오 후 궁극적으로 바카라 사이트 쿠폰에 의해 성공적으로 개발 된 열전 전기 모듈을 보여줍니다 또한, 그림 6은 작은 가스 스토브의 불꽃과 물에 붓는 냄비 사이의 온도 차이를 사용 하여이 열전 모듈을 사용하여 휴대 전화가 어떻게 충전되는지 보여줍니다 이런 식으로, 전환 성능은 800 ° C의 고온에서 몇 번 작동하더라도 변환 성능이 변경되지 않으며, 열원이있는 한 언제 어디서나 전력을 공급할 수 있습니다

그건 그렇고, 이번에 제조 된 산화물 열전 모듈은 7 ~ 280 쌍의 P-N 쌍으로 구성되었으며, 고온 측이 800 ° C이고 저온 측면은 300 ° C 일 때 팜 크기 버전의 발전 용량은 약 10W입니다 또한 이번에는 바카라 사이트 쿠폰가 개발 한 열전 전기 모듈은 독성이 있거나 희귀 한 요소가 포함되지 않은 재료로 만들어졌으며 관절은 가열 및 냉각주기에 내성이 있으며, 소량의 전기를 생성하여 폐 열 회복을위한 열전 전자 모듈을 생성 할 수 있기 때문에 저렴합니다

세라믹 열전 모듈의 사진
그림 5 140 쌍의 바카라 사이트 쿠폰 재료로 구성
세라믹 바카라 사이트 쿠폰 모듈
  휴대 전화 충전을 보여주는 사진
그림 6 물을 끓이는 동안 휴대 전화를 충전합니다

미래 계획

이 시간 제조 바카라 사이트 쿠폰는 플랫 플레이트 모듈이지만, 앞으로 자동차에 설치된 열 엔진에 맞게 조정 된 모양으로 모듈을 개발해야 할 것입니다이를 위해서는 사용자, 자동차, 산업 용광로 제조업체 및 기타 회사와 긴밀한 협력을 설정하여 가능한 한 빠르게 열을 회수하여 에너지 및 환경 문제에 기여할 계획입니다



용어 설명

◆ 바카라 사이트 쿠폰 발전
온도 차이가 막대 모양의 도체의 양쪽 끝에 적용되면 온도 차이에 비례하는 전위차 (전압)가 발생합니다Seebeck 효과라고합니다 바카라 사이트 쿠폰 발전은이 효과를 활용하여 온도 차이 (열 에너지)로부터 전기를 얻습니다[참조로 돌아 가기]
◆ Seebeck 효과
Seebeck 효과의 메커니즘은 확산입니다 온도 차이가없는 도체 내부에서 전자는 고르게 분포됩니다 그러나, 도체의 한쪽 끝을 가열함으로써, 가열 된 열 근처의 전자를 활성화하고 (운동 에너지 증가) 저온쪽으로 확산시킨다 이것은 잉크 방울이 순수한 물로 떨어질 때와 동일하며 활성화 된 전자가 퍼지는 현상 (확산)입니다 (농도를 희석하기 위해)[참조로 돌아 가기]

Seebeck 효과의 설명 다이어그램

◆ N 형 바카라 사이트 쿠폰 재료, P 형 바카라 사이트 쿠폰 재료
도체 내에 전기를 통과하는 데 역할을하는 두 가지 유형의 입자가 있습니다 하나는 음전하가있는 전자이고 다른 하나는 양전하가있는 구멍입니다 도체의 전자 및 구멍의 수는 재료에 따라 다릅니다 구멍보다 더 많은 수의 전자가있는 물질에서, 전자는 한쪽 끝을 가열함으로써 저온면으로 확산됩니다 결과적으로, 고온 측은 높은 잠재력이됩니다 이러한 재료를 N- 타입 바카라 사이트 쿠폰 재료라고합니다 반면, 구멍의 수가 전자의 수보다 큰 경우 구멍이 저온면으로 확산되므로 저온면은 전위가 높을 것입니다 이러한 재료를 P- 타입 바카라 사이트 쿠폰 재료라고합니다[참조로 돌아 가기]

N 형 열전 재료 및 P 형 열전 재료의 설명 다이어그램




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