热电堆,又称热电偶、热电元件,是一种能够将温度差转换为电能的装置。热电堆同时具备热效应和电效应两种效应,在工业与科研领域中有广泛的应用。
1.热电堆是什么
热电堆是由两种不同的金属(或半导体)所构成的,其中一种为P型半导体,另一种则为N型半导体。这两种半导体的接触面被称为“热端”,其它端口被称为“冷端”。当对热电堆施加温差时,由于两端的半导体材料之间产生电子浓度梯度,使得电子从高浓度端向低浓度端运动,形成电流,即“塞贝克效应”;同时,由于热电堆中存在“泊松效应”和“托马孙效应”,使得存在温差时热电堆两端会产生电势差,即“Seebeck效应”。
2.热电堆的应用
热电堆具有将废热转化为电能的功效,因此在节能降耗方面有广泛的应用。例如,汽车尾气中的高温废气和发电厂大量产生的低价值余热等都可以通过热电堆进行转化而成为清洁能源。此外,热电堆还可用于火星探测器、航天器等特殊场合的能源供应,以及地震勘测仪、空调恒温器、电动汽车的电池管理系统等领域的应用。
阅读全文