斯旺西大学专门创新与知识中心的研究人员制造了一种新型3d打印热电装置,它能将热能转化为电能,其效率比以前最好的打印材料高出50%以上,而且批量生产成本低廉。
目前,英国工业消耗的能源中,大约有六分之一最终成为废热,排放到大气中。利用太阳能发电是帮助工业削减能源账单和碳足迹的巨大进步。
热电材料将温差转化为电能,反之亦然。它们被用在冰箱、发电厂,甚至一些靠身体热量提供动力的智能手表上。
先前的研究表明,一种叫锡硒化物(SnSe)的材料,是由锡和硒组成的化合物,作为热电材料具有很高的潜力。问题是,用于制造它的方法需要大量的能源,因此价格昂贵。
这就是斯旺西研究人员工作的切入点。他们开发的这种技术对工业来说可能非常低成本,因为它使SnSe热电发电机能够快速和容易地大批量生产。
研究小组将硒化锡配制成一种可以打印的油墨,以测试其性能。下一步是开发一种3D打印技术,用这种墨水制造一个小型热电发电机。
该团队的实验表明,这种材料在效率表现方面给出了创纪录的分数,而效率表现是通过“绩效数字”(ZT)来衡量的。
- 斯旺西团队的元素达到了ZT值(热电发电机效率的一种度量)高达1.7
- 之前印刷热电材料ZT的最佳分数为1.0
- 这意味着斯旺西团队将热能转化为电能的效率约为9.5%,而之前最好的团队只有4.5%
这一突破可能对制造过程中涉及高温的行业特别有利。炼钢就是一个例子,它产生大量的热量,需要巨大的电力。因此,将热能回收为动力有可能显著提高能源效率。塔塔钢铁公司将支持该团队的一名博士研究人员探索该技术的工业应用。
该研究团队来自斯旺西大学领导的专门创新和知识中心项目,该项目开发减少碳排放的技术,并演示如何将其应用于建筑和工业。
斯旺西大学的马特·卡尼博士是这项研究的负责人,他说:
“将废热转化为电能可以显著提高能源效率,削减开支,减少碳排放。我们的发现表明,使用硒化锡的印刷热电材料是一个非常有前途的发展方向。
我们开发的设备是迄今为止记录的性能最好的打印热电材料,效率因数比之前的记录提高了50%以上。与现有的生产方法相比,大批量生产也很便宜。
我们还需要做更多的工作,但我们的工作已经表明,这种结合了效率和经济性的技术对能源密集型行业可能非常有吸引力。”
申请依据:产品设计




