碱金属热电转换器（AMTEC）的新技术

介绍了采用熔融合金电极的碱金属热电转换器和采用钾循环工质,以钾－β氧化铝材料作为固体电解质的碱金属热电转换器两种碱金属热电转换器新技术,并与钠工质碱金属热电转换器进行了比较。     

碱金属热电转换器的电极材料

碱金属热电转换器的电极材料对碱金属热电转换器的热电转换特征及其影响很大,选用何种材料作为碱金属热电转换器的电极材料一直是该领域众多科研人员的研究课题,该文主要从化学稳定性的角度对碱金属热电转换器的电极材料的选择进行了分析。     

碱金属热电直接发电装置的热辐射损失

寄生热辐射损失，特别是BASE管外表面的热辐射是影响碱金属热电转换器(AMTEC)高效运行的主要因素之一。为了量化BASE管外表面的热辐射对碱金属热电转换器热电转换效率的影响程度，文章用一简化模型，计算了采用不同层数遮热屏的碱金属热电转换器中的BASE管外表面的净热辐射量。结果表明，恰当设计AMTEC装置的结构，并在BASE管外加数层遮热屏，可使BASE管外单位电极表面的净热辐射损失在其工作温度范围内控制在1W／cm^2以下。     

千瓦级空间堆热离子—碱金属混合式热电转换系统设计及性能

针对空间核电转换系统静态热电转换发电效率低的问题，设计开发了一种新型的热离子-碱金属混合发电系统，即利用热离子转换系统的余热作为碱金属转换器的热源，利用余热进行二次发电以提高转换系统效率，通过建立热离子-碱金属混合发电系统数理模型，研究了热离子热电转换系统接收极功函数和系统电流密度对混合发电系统功率效率的影响，得到了两个参数的最优区间，计算结果表明热离子-碱金属混合发电系统相比于热离子热电转换系统效率约6％~10％，为静态热电转换系统的效率优化提供了理论依据。     

碱金属热电转换器(AMTEC)的电极极化过程分析

从电化学动力学的角度，对碱金属热电转换器的电极极化过程及对其特性的影响进行了讨论。分析认为，阳极极化过电压对碱金属热电转换器输出电压的影响比阴极极化过电压要小得多。影响阴极过电压的因素很多，除电极电流密度的大小外，电极反应本身的性质、BASE本身的性质、电极反应所依附的电极多孔薄膜材料的性质、电极多孔薄膜的形貌等都会对其大小产生影响。选择合适的电极材料，优化电极多孔薄膜的制备工艺，对改善AMTEC的电特性将是十分重要的。     

钠钾工质碱金属热电转换器发电组件制备关键技术的研究

提出了钠钾工质碱金属热电转换器的概念,论证了开展钠钾工质碱金属热电转换器基础研究的意义,介绍了NaK-BASE管的制备方法,开展了NaK-BASE管—α-Al_2O_3绝缘过渡件—金属法兰之间的活性焊接和NaK-BASE管外表面电极多孔薄膜的制备等关键技术的探索性试验研究。试验结果表明,NaK-BASE管与α-Al_2O_3管以及α- Al_2O_3管与钛合金件之间的钎缝的漏率均达到10~(10)Pa·m~3/s级以上。采用反应性磁控溅射技术,在NaK-BASE管外表面制备了TiN电极多孔薄膜。     

碱金属热电转换器（AMTEC）理论分析

从理论上分析了碱金属热电转换器的输出电压与电极电流密度之间的关系,最大电极功率密度与工作温度,电极电流密度和BASE面电阻之间的关系,电极效率与工作温度,电极电流密度和BASE面电阻之间的关系。     

碱金属热电转换器的电极效率

该文计算了碱金属热电转换器在不同的工作温度和不同BASE面电阻下当输入最大电极功率密度时的电极效率，推导出了在给定工作温度和BASE面电阻时取得最大电极效率的条件，并计算了最大电极效率点和最大电极效率，对在给定了工作温度下BASE面电阻和单位面积电极表面的热辐射量对最大电极效率及其工作点位置的影响从理论上进行了推导。     

热电直接转换技术的最新进展

本文列举为止比较成熟和五种热电直接转换技术的原理及发展现状，并且重点介绍了近来在国外研究很热门的碱金属热电直接转换技术。     

AMTEC与超临界CO_2循环的混合太阳能热发电系统初探

为了进一步提高太阳能热发电效率,以太阳能热为高温热源,将碱金属热电转换器(AMTEC)与在空冷条件下仍有显著热效率优势的超临界CO2循环组成高效的混合太阳能热发电系统,AMTEC冷凝器释放的热量品位高,可以作为余热发电。结果显示,该系统的光电转换效率可达25%以上。     

非均质温差发电器的性能分析

建立非均质温差发电器(TEG)理论模型,考虑热电材料的非均质导热系数以及温差发电器与热源间的传热热阻的影响,分析非均质温差发电器的一般性能.讨论热电元件对数、热导率、高温热源温度对非均质温差发电器性能特性的影响.结果表明,相较于均质温差发电器,导热系数不均匀强度越大,非均质温差发电器的最大输出功率和最大效率越高;热电元...     

半透明晶体硅光伏热电制冷辐射窗的性能分析

针对一种新型半透明光伏-热电制冷辐射窗（STPV-TE-RCW）,通过实验和数值模拟方法对其热电性能进行研究,建立STPV-TE-RCW计算模型,验证其准确性,并针对STPV-TE-RCW中的热电模块不同排列形式、辐射板尺寸、散热形式等进行优化分析。在考虑结构自身发电量与耗电量关系的基础上,通过分析制冷系统COP和耗电量,认为5块热电片串联2个支路并联的热电模块排列形式,高度为1 m的辐射板尺寸和强制对流的散热形式效果更好,在这种情况下,STPV-TE-RCW的耗电量与发电量之比为0.83,制冷量能承担该结构产生的60%冷负荷,辐射铝板提供的制冷量为63.4 W/m²,热电模块的COP为1.41。     

微小型热电转换装置冷热源的应用研究

微小型热电转换装置(Power MEMS)的质量/体积比功率除了与发电器性能有关外,还与热源和冷源的系统集成有关。分别采用液体高热值燃料、高贮能相变材料作为热源,用低温相变贮能材料作冷源,设计制造出热电转换装置,并通过实验测试进行了相关数据分析。分析了放射性同位素的优点和在热电发电中的应用现状,指出用其作为热源有助于热电装置的进一步微型化。实验结果也表明系统增加冷源助于装置微型化和提高热电输出功率。     

MCFC-并联TTEG混合系统的性能优化

为有效回收熔融碳酸盐燃料电池产生的余热,提出一种由熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、两级并联温差发电器(TTEG)和回热器组合而成的混合系统模型.考虑MCFC电化学反应中的过电势损失和混合系统中的不可逆损失,通过数值分析得出混合系统的输出功率和效率的数学表达式,获得混合系统的一般性能特征,讨论MCFC电流密度与温差发电器...     

半导体热电堆串、并联发电性能及热电堆复现性研究

对半导体热电堆的复现性进行了实验研究。以此为基础进行了热电堆的串联,并联实验,得到了半导体热电堆串联并联的规律,并用有限差分法对热电堆的各项发电性能指标进行了数值计算,为热电发电技术做了有益的探索。     

低温下半导体热电材料发电性能的初步研究

为了对液化天然气(LNG)的冷能回收利用，对半导体热电材料在低温下的发电性能进行了实验研究，得到了这种热电材料的发电性能随冷端温度变化的关系，并发现在热端温度不变的情况下，冷端温度在特定温度下热电堆的输出电动势达到最大值。运用数值方法理论计算了该热电堆在实验所处条件下的输出电动势。并将计算值与实验值进行了对比。     

温差发电器件导热系数

建立了半导体温差发电器件的基本模型，推导出器件等效导热系数的数学表达式，发现其与N型、P型半导体材料及两端陶瓷片的导热系数紧密相关，对半导体材料和陶瓷片的导热系数随温度的变化关系进行了实验研究并进行了数值拟合，绘制了器件等效导热系数与温度的曲线，得到的计算值与实验结果基本吻合。     

河流梯级开发中电厂投产顺序的优化模型

本文在地区水、火电站组成的电力系统容量扩建基础上,研究了规划期内水电厂和火电厂的投产顺序优化模型。模型中考虑了电厂间相互关联,从而得到含有逻辑表达式的非线性整数规划模型。     

基于单层MNCl(M=Zr,Hf)的温差发电模型仿真分析

在研究单层ZrNCl和HfNCl材料热电性能的基础上,搭建温差发电模型,研究不同规格温差发电模块的输出性能,然后与其他学者研究的温差发电模型及热电材料的热电转换效率进行对比分析.结果表明:在低温区和中温区,单层ZrNCl的热电转换效率更高.温差发电模块的输出功率随温差发电模块横截面积和热电单元对数的增大而增大.单层Zr...     

冷、热端温度对半导体热电堆发电性能影响的初步研究

对半导体热电堆的发电性能进行了实验研究,得出这种半导体热电堆在冷端温度不变的情况下,其发电性能与热端温度的关系,以及半导体热电堆在热端温度的情况下,冷端温度对其发电性能的影响,发现半导体热电堆作为电源时,其内阻对它的性能指标有很大的影响,而且内阻随着温度的升高而增大,采用间化的方法从理论上计算了热电堆的特性,得到了计算与实验结果基本吻合。