Awọn aṣeyọri idagbasoke tuntun ti awọn modulu itutu thermoelectric

Awọn aṣeyọri idagbasoke tuntun ti awọn modulu itutu thermoelectric

I. Iwadi Ilọsiwaju lori Awọn Ohun elo ati Awọn opin Iṣẹ

1. Jíjìn síi ti èrò “gilasi phonon – kirisita itanna”: •

Àṣeyọrí tuntun: Àwọn olùwádìí ti yára ṣe àyẹ̀wò àwọn ohun èlò tó ṣeé ṣe pẹ̀lú agbára ìdarí ooru lattice tó kéré gan-an àti agbára Seebeck tó ga nípasẹ̀ ìmọ̀ ẹ̀rọ gíga àti ẹ̀kọ́ ẹ̀rọ. Fún àpẹẹrẹ, wọ́n ṣàwárí àwọn èròjà ìpele Zintl (bíi YbCd2Sb2) pẹ̀lú àwọn èròjà kristali tó díjú àti àwọn èròjà tó rí bí ẹyẹ, tí iye ZT wọn ju ti Bi2Te3 àtijọ́ lọ láàrín àwọn ìwọ̀n otútù pàtó kan. •

Ọgbọ́n “Ẹ̀rọ ìmọ̀-ẹ̀rọ Entropy”: Ṣíṣe àgbékalẹ̀ ìṣòro ìṣọ̀kan nínú àwọn alloys entropy gíga tàbí àwọn solutions líle oní-pupọ, èyí tí ó ń fọ́n àwọn phonons ká gidigidi láti dín agbára ìdarí ooru kù láìsí ìbàjẹ́ àwọn ànímọ́ iná mànàmáná gidigidi, ti di ọ̀nà tuntun tí ó gbéṣẹ́ fún mímú kí ìwọ̀n thermoelectric ti àǹfààní pọ̀ sí i.

2. Àwọn Ìlọsíwájú Ààlà ní Ìwọ̀n Kéréje àti Àwọn Ìṣètò Nano:

Àwọn ohun èlò thermoelectric onípele méjì: Àwọn ìwádìí lórí SnSe, MoS₂, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ ti fihàn pé ipa ìdènà quantum wọn àti ipò ojú ilẹ̀ lè fa àwọn agbára gíga gan-an àti ìyípadà ooru tí ó kéré gan-an, èyí tí ó fúnni ní àǹfààní fún ṣíṣe àwọn micro-TECs tín-tín, tí ó rọrùn.

Ìmọ̀ ẹ̀rọ ìbánisọ̀rọ̀ ìwọ̀n Nanometer: Ṣíṣàkóso àwọn ohun èlò bíi ààlà ọkà, ìtúpalẹ̀, àti àwọn ohun èlò ìṣàn nano, gẹ́gẹ́ bí “àwọn àlẹ̀mọ́ phonon”, tí ń fọ́n àwọn ohun èlò ìgbóná (phonon) ká nígbàtí ó ń jẹ́ kí àwọn elekitironi kọjá lọ láìsí ìṣòro, nípa bẹ́ẹ̀ ó ń ba ìbáṣepọ̀ ìṣọ̀kan ìbílẹ̀ ti àwọn pàrámítà thermoelectric jẹ́ (ìgbékalẹ̀ ìṣiṣẹ́, ìṣàfilọ́lẹ̀ Seebeck, ìgbékalẹ̀ ìṣiṣẹ́ ooru).

II. Ṣíṣe àwárí àwọn ọ̀nà àti ẹ̀rọ ìfọ́mọ́ tuntun

1. itutu otutu thermoelectric ti o da lori:

Èyí jẹ́ ìtọ́sọ́nà tuntun tó yípadà. Nípa lílo ìṣíkiri àti ìyípadà ìpele (bíi electrolysis àti solidification) ti àwọn ions (dípò electrons/holes) lábẹ́ pápá iná mànàmáná láti ṣe àṣeyọrí gbígba ooru tó munadoko. Ìwádìí tuntun fihàn pé àwọn gel ionic kan tàbí liquid electrolytes lè ṣe àwọn ìyàtọ̀ iwọn otutu tó tóbi ju TECs ìbílẹ̀, peltier modules, TEC modules, Thermoelectric coolers, ní voltages kékeré, èyí sì ṣí ọ̀nà tuntun pátápátá fún ìdàgbàsókè àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ ìtútù ìran tó ń bọ̀ tó rọrùn, tó dákẹ́, tó sì gbéṣẹ́ gidigidi.

2. Àwọn ìgbìyànjú láti dín fìríìjì kù nípa lílo káàdì iná mànàmáná àti káàdì ìfúnpá: •

Bó tilẹ̀ jẹ́ pé kì í ṣe irú ipa thermoelectric, gẹ́gẹ́ bí ìmọ̀ ẹ̀rọ tó ń díje fún ìtútù tó lágbára, àwọn ohun èlò náà (bíi àwọn polima àti seramiki) lè fi àwọn ìyàtọ̀ tó lágbára hàn lábẹ́ àwọn pápá iná mànàmáná tàbí wahala. Ìwádìí tuntun yìí ń gbìyànjú láti dín àwọn ohun èlò electrocaloric/pressurcaloric kù kí wọ́n sì ṣètò wọn, kí wọ́n sì ṣe àfiwéra àti ìdíje pẹ̀lú TEC, peltier module, thermoelectric cooling module, Peltier device láti lè ṣe àwárí àwọn ojútùú micro-cooling tó lágbára púpọ̀.

III. Àwọn Ààlà Ìṣọ̀kan Ètò àti Ìmúdàgba Ìlò

1. Ìsopọ̀mọ́ra lórí ìṣẹ́po fún ìtújáde ooru “ìpele ìṣẹ́po”:

Iwadi tuntun naa dojukọ lori sisopọ micro TECmodulu thermoelectric kekere， (modulu itutu thermoelectric), awọn eroja peltier, ati awọn eerun ti o da lori silicon ni monolithically (ninu eerun kan). Lilo imọ-ẹrọ MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems), awọn arrays thermoelectric micro-scale ni a ṣe taara si ẹhin eerun naa lati pese itutu-akoko gidi-akoko “ojuami-si-ojuami” fun awọn agbegbe ti awọn CPU/GPU, eyiti a nireti pe yoo fọ nipasẹ igo ooru labẹ ilana Von Neumann. Eyi ni a ka si ọkan ninu awọn ojutu to ga julọ si iṣoro “odi ooru” ti awọn eerun agbara iširo ọjọ iwaju.

2. Isakoso ooru ti ara ẹni fun awọn ẹrọ itanna ti a le wọ ati ti o rọ:

Sísopọ̀ iṣẹ́ méjì ti ìṣẹ̀dá agbára thermoelectric àti ìtútù. Àwọn àṣeyọrí tuntun pẹ̀lú ìdàgbàsókè àwọn okùn thermoelectric tó ṣeé nà àti tó lágbára gíga. Àwọn wọ̀nyí kò lè mú iná mànàmáná jáde fún àwọn ẹ̀rọ tí a lè wọ̀ nípa lílo ìyàtọ̀ iwọn otutu nìkan.， ṣùgbọ́n ó tún ṣe àṣeyọrí ìtútù agbègbè (bíi aṣọ iṣẹ́ pàtàkì tí ó tutù) nípasẹ̀ ìṣàn omi padà, ṣiṣe aṣeyọri iṣakoso agbara ti a ṣepọ ati ooru.

3. Iṣakoso iwọn otutu deedee ninu imọ-ẹrọ kuatomu ati imọ-ẹrọ biosensing:

Ní àwọn pápá tó ti pẹ́ jùlọ bíi quantum bits àti high-sensitivity sensors, ultra-precise temperature control ní ìpele mK (millikelvin). Ìwádìí tuntun yìí dojúkọ àwọn ètò TEC onípele púpọ̀, multi-stage peltier module (thermoelectric cooling module) pẹ̀lú exercise gíga gan-an (±0.001°C) ó sì ń ṣe àwárí lílo TEC module, peltier device, peltier cooler, fún ìfagilé ariwo tó ń ṣiṣẹ́, ní èrò láti ṣẹ̀dá àyíká ooru tó dúró ṣinṣin fún àwọn ìpìlẹ̀ ìṣiṣẹ́ quantum àti àwọn ẹ̀rọ ìwádìí molecule kan ṣoṣo.

IV. Ìṣẹ̀dá tuntun nínú Àwòrán àti Ìmọ̀-ẹ̀rọ Ìmúdàgba

Apẹrẹ ti o da lori oye atọwọda: Lilo AI (bii awọn nẹtiwọọki alatako ti o n ṣe agbekalẹ, ẹkọ imuduro) fun apẹrẹ iyipada “iṣẹ-ipilẹ-ohun elo”, asọtẹlẹ akojọpọ ohun elo ti o dara julọ, ti a pin si apakan ati geometry ẹrọ lati ṣaṣeyọri iye itutu ti o pọju laarin iwọn otutu ti o gbooro, ti o dinku iyipo iwadii ati idagbasoke ni pataki.

Àkótán:

Àwọn àṣeyọrí ìwádìí tuntun ti peltier element, thermoelectric cooling module (TEC module) ń lọ láti “ìdàgbàsókè” sí “ìyípadà”. Àwọn ohun pàtàkì wọ̀nyí ni: •

Ipele ohun elo: Lati doping pupọ si awọn asopọ ipele atomiki ati iṣakoso imọ-ẹrọ entropy.

Ní ìpele ìpìlẹ̀: Láti ìgbẹ́kẹ̀lé àwọn elekitironi sí ṣíṣàwárí àwọn ohun èlò agbára tuntun bíi àwọn ion àti polarons.

Ipele isopọmọ: Lati awọn ẹya ara ọtọ si isopọmọ jinna pẹlu awọn eerun igi, awọn aṣọ, ati awọn ẹrọ adayeba.

Ipele afojusun: Gbigbe lati itutu agbaiye ipele macro si didaju awọn ipenija iṣakoso ooru ti awọn imọ-ẹrọ tuntun bii iṣiro kuantum ati optoelectronics ti a ṣe akojọpọ.

Àwọn ìlọsíwájú wọ̀nyí fihàn pé àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ ìtutù thermoelectric ọjọ́ iwájú yóò jẹ́ èyí tó gbéṣẹ́ jù, tó kéré jù, tó lọ́gbọ́n, tó sì jìn sí ara wọn nínú ìpìlẹ̀ ìmọ̀ ẹ̀rọ ìwífún ìran tuntun, ìmọ̀ ẹ̀rọ bayotechnology, àti ètò agbára.