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黄豪杰一篇篇的翻阅着关于离子发和光子发的资料,这些资料很多是理论上的论文,当然其中离子发方面的实际应用还是有不少的。
米粒家、太阳国、西洲联盟都有离子发的卫星或者探测器,特别是深空探测器方面,钚同位素电池配合离子发,才可以飞行几十年。
不然那些动辄飞行几十年的探测器,根本没有办法采用化学燃料发动机。
看了小半天,但是解决核聚变小型化的热量问题,有用的依旧是寥寥无几。
不过离子发和光子发还是非常有潜力的,黄豪杰向忠问道:
“我记得我们是不是有一个离子发动机研究所?”
[是的,离子发动机研究所在基隆市,所长是周博通,总工程师是三岛季。]
“周伯通?”黄豪杰好奇的抬起头来。
[╭(′?o?′)╭?是博学多才的博。]
“额……”黄豪杰顿时一尬,连忙转移话题:
“将我实验室里面的5、6、7号小型反应炉送去离子发动机研究所,让他们研究核聚变的离子发动机,顺便连光子发动机的任务也给他们了。”
[好的。]
黄豪杰吩咐了这个事情之后,便将注意力集中在温差发电上面,温差发电是一种简单直接的发电技术。
无需复杂的设备装置,只要一种叫做“热电材料”的特殊材料,在其两端施加以温度差——比如,一端是27摄氏度凉水,另一端是100摄氏度的开水,这73摄氏度的温度差,就可以让这种材料发出一定功率的电能。
既然优点这么多、潜力巨大的发电技术,为什么很少听说有应用?
因为温差发电有一个致命的缺陷——效率太低。
现有最好的温差发电材料,其热效率只有常规火力发电厂的一半不到,比地热发电的效率还低(地热发电效率在6~18%左右),这么低的热效率,那些资本家又不是傻叉,怎么会做这种亏本买卖。
不过黄豪杰在翻阅到一篇发表在nature上的论文时,发现这篇论文给了他给不少的启发。
这篇论文是由西洲联盟—奥地利维也纳工业大学ernstbauer教授领衔的研究团队发表的。
论文之中的数据显示,他们实现了温差发电材料的关键性能指标——热电优值系数(zt值)的翻倍。
他们开发的热电材料具有高达5到6的热电优值系数,而之前最好的材料一般也只有大约2.5到2.8。
黄豪杰顿时重点关注起来,让忠将这个团队关于热电材料的资料收集起来,不一会一大堆资料出现在他全息电脑里面。
温差发电要想提高热电效率,就必须要提高热电材料的zt值,只有zt值达到或者超过4,这种技术才具有商用价值。然而,热电效应发现100多年过去了,科学家们连3都很难达到。
为什么热电材料的zt值这么难提高?这要从温差发电技术所依赖的物理原理——热电效应本身说起。
金属或者半导体的内部存在有一定数量的载流子(比如电子或者空穴),而这些载流子的密度会随着温度的变化而出现变化,如果物体的一端温度高,另一端温度低,就会在同一个物体中间出现不同的载流子密度。
只要可以维持物体两端的温差,就能使载流子持续扩散,从而形成稳定的电压,这便是温差发电的原理。
而温差发电的效率,取决于热电材料的三个重要的特性: