熱電堆,又稱熱電偶、熱電元件,是一種能夠?qū)囟炔钷D(zhuǎn)換為電能的裝置。熱電堆同時(shí)具備熱效應(yīng)和電效應(yīng)兩種效應(yīng),在工業(yè)與科研領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用。
1.熱電堆是什么
熱電堆是由兩種不同的金屬(或半導(dǎo)體)所構(gòu)成的,其中一種為P型半導(dǎo)體,另一種則為N型半導(dǎo)體。這兩種半導(dǎo)體的接觸面被稱為“熱端”,其它端口被稱為“冷端”。當(dāng)對(duì)熱電堆施加溫差時(shí),由于兩端的半導(dǎo)體材料之間產(chǎn)生電子濃度梯度,使得電子從高濃度端向低濃度端運(yùn)動(dòng),形成電流,即“塞貝克效應(yīng)”;同時(shí),由于熱電堆中存在“泊松效應(yīng)”和“托馬孫效應(yīng)”,使得存在溫差時(shí)熱電堆兩端會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差,即“Seebeck效應(yīng)”。
2.熱電堆的應(yīng)用
熱電堆具有將廢熱轉(zhuǎn)化為電能的功效,因此在節(jié)能降耗方面有廣泛的應(yīng)用。例如,汽車尾氣中的高溫廢氣和發(fā)電廠大量產(chǎn)生的低價(jià)值余熱等都可以通過熱電堆進(jìn)行轉(zhuǎn)化而成為清潔能源。此外,熱電堆還可用于火星探測(cè)器、航天器等特殊場(chǎng)合的能源供應(yīng),以及地震勘測(cè)儀、空調(diào)恒溫器、電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用。