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上海第二工业大学学报 2024年第1期41卷 19-29页

作者：王振波吴子华柏胜强俞晓晓谢华清上海第二工业大学能源与材料学院上海201209 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050

工业余热资源形式多样且总量巨大,节能潜力可观。利用热电发电技术将工业余热资源转化为电能,既能提升能源利用率又可以降低热污染,是实现双碳目标的重要技术途径。介绍了工业中不同类型余热的分布占比情况和热电发电的基本原理,重点对... 详细信息

工业余热资源形式多样且总量巨大,节能潜力可观。利用热电发电技术将工业余热资源转化为电能,既能提升能源利用率又可以降低热污染,是实现双碳目标的重要技术途径。介绍了工业中不同类型余热的分布占比情况和热电发电的基本原理,重点对热电发电技术在工业领域中的应用研究进展进行了综述,并针对热电发电技术以及该技术在工业应用中存在的一些问题进行了分析、总结和展望。

关键词：工业余热热电发电技术节能

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半导体热电发电技术

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太阳能 2002年第6期 17-19页

作者：王华军韩刚

1823年,德国物理学家塞贝克(Seebeck)发现了温差电流现象,即由两种不同金属构成的回路中,如果结点处的温度不同,回路中就会产生一个温差电动势.这就是著名的塞贝克效应或热电效应.12年后,法国科学家帕尔贴(Peltier)又发现了塞贝克效应... 详细信息

1823年,德国物理学家塞贝克(Seebeck)发现了温差电流现象,即由两种不同金属构成的回路中,如果结点处的温度不同,回路中就会产生一个温差电动势.这就是著名的塞贝克效应或热电效应.12年后,法国科学家帕尔贴(Peltier)又发现了塞贝克效应的反效应--帕尔贴效应,即当电流通过由两种不同金属构成的回路时,结点处会产生吸热或放热现象.基于这两种物理现象,随后人们进行了金属材料热电发电的探索性研究.但是由于当时金属材料的热电性能较差,致使发电装置的能量转换效率很低,实用价值受到极大的局限性.因此,100多年间,除了将金属热电偶应用于温度测量以外,对于热电发电的研究并没有大的突破.

关键词：半导体热电发电技术工作原理现状帕尔贴效应

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基于CB/PVDF的可喷涂式光热功能材料设计与应用

基于CB/PVDF的可喷涂式光热功能材料设计与应用

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作者：黄江朝扬州大学

学位级别：硕士

太阳能作为可持续绿色能源,是应对人类发展中面临的能源与环境问题的关键。基于太阳能的光热材料在光热发电和水体纯化处理领域中具有重要应用。然而,现有的光热材料设计存在制备复杂、成本高、功能单一等问题。为此,本论文选用廉价易... 详细信息

太阳能作为可持续绿色能源,是应对人类发展中面临的能源与环境问题的关键。基于太阳能的光热材料在光热发电和水体纯化处理领域中具有重要应用。然而,现有的光热材料设计存在制备复杂、成本高、功能单一等问题。为此,本论文选用廉价易得的商业化碳黑作为光、电活性材料与PVDF作为粘合剂,通过简易可控的喷涂方式,构建了系列光热功能材料,用于高效的光热-发电和水体纯化处理等多功能应用。主要研究内容包括以下方面:(1)分别采用CB和PVDF作为光热材料与粘结剂,通过在热电器件表面喷涂的方式构建了一种高效光-热-电转换的功能材料,用于户外太阳能发电及电子器件即时供电。通过可喷涂的简单制备工艺喷涂在热电器件的热端,可以实现大规模制备太阳能-热电发电机;此外,能够适应宽范围的工作环境,包括不同的环境温度(0-25℃)、湿度(30-90RH%)和阳光强度(1-7个太阳),也能实现稳定的高性能电输出(1个太阳下Voc为0.32 V、Isc为30.84mA和输出功率为3.3 mW)。太阳能-热电发电机可以串/并联连接并进一步与电压转换模块集成,利用绿色太阳能为现代电子设备进行高效和瞬时充电,以每小时约5%的充电速率进行充电。(2)通过将CB/PVDF混合物喷涂到竹纤维纸(BFP),制备不对称的双层结构(CB/PVDF@BFP),设计了一种双功能装置将太阳能驱动的光热蒸发和蒸发发电结合起来,实现了水纯化和绿色能源发电耦合。其中,CB/PVDF层作为瞬时加热的疏水光热材料,还起到了抑制盐累积的作用。而底部的BFP层作为亲水多孔平台,促进水的吸收和转移。双功能装置表现出了 1.44 kg m-2 h-1的水蒸发速率和92%的蒸发效率,实现了人工海水的高效淡化和有机污染水的净化;同时,也表现出了稳定的发电能输出(Voc和Isc分别为0.32 V和1.5 μA)。通过在15分钟内将电容器充电至1.5 V以上,可以将产生的电输出存储起来,然后根据需求为普通家用电子产品进行供电。(3)在前面基础上,通过使用CB/PVDF@BFP作为光热层,并结合热电器件叠加设计,构建了一种更高性能混合发电与蒸发的多功能器件。其中,叠加太阳能-热电发电机稳定输出的电压和电流分别为0.4V和28mA,发电性能明显提高约2倍。蒸发发电稳定输出的Voc和Isc分别为0.4 V和1.97 μA(海水),混合发电的总电输出增加,进行电容器充电之后,根据需求放电为小型家用电子产品供电;与此同时,太阳能驱动的界面水蒸发也在进行,优异的光热蒸发效率(蒸发效率约为90%)可以实现高效的海水淡化或者污染水净化,去污效率分别达到99.8%和接近100%。除此之外,多功能装置可以重复循环使用,且混合发电的性能和水蒸发速率保持稳定,通过实现水净化和混合发电的联产,可以更高效率利用太阳光来解决能源和淡水资源危机。

关键词：太阳能碳基光热材料热电发电技术蒸发发电水净化

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