بررسی پارامترهای مؤثر بر کارایی تجهیزات ترموالکتریک

ترموالکتریک علم تبدیل انرژی حرارتی به انرژی الکتریکی و بالعکس می باشد که با توجه به داشتن مزایای فراوان از جمله سادگی، عدم تولید پسماندهای سمی، قابلیت انجام در مقیاس های گوناگون، عدم نیاز به تعمیر و نگهداری خاص حین عملکرد به خاطر نداشتن قطعات متحرک و یا واکنش های شیمیایی و همچنین عمر طولانی، کاهش تولید گازهای گلخانه ای و عدم آلودگی محیط زیست به عنوان یک انرژی پاک و جایگزین منابع انرژی فسیلی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. از آنجا که یکی از معایب اصلی استفاده از این انرژی راندمان پایین این تجهیزات است، ضروری است راهکارهای لازم به منظور بهبود عملکرد آنها بررسی شود که به این منظور پارامتری به نام شاخص شایستگی مورد بررسی قرار می گیرد، این شاخص به عواملی چون ضریب سیبک، هدایت گرمایی و هدایت الکتریکی مواد گوناگون بستگی دارد اما شاخص شایستگی بالا نیازمند هدایت الکتریکی بالا و هدایت گرمایی پایین است و این دو پارامتر در اکثر متریالها مشابه یکدیگر تغییر می کنند یعنی هر دو زیاد یا هر دو کم هستند که این امر به مشکلی اساسی در خصوص کارای مواد ترموالکتریک تبدیل کشته است. برای تجهیزاتی که در دمای اتاق کار می کنند متریالهای ترموالکتریک مانند تلورید بیسموت Bi2Te3 و یا تلورید سرب PbTe میزان شاخص شایستگی برابر با 1 را برآورده می کنند در حالی که داشتن شاخص بزرگتر و یا مساوی 4 نشان دهنده عملکرد مطلوب متریال ترموالکتریک است که دستیابی به چنین شاخصی نیازمند تلاشهای فراوان خواهد بود.

Keywords:

ترموالکتریک , شاخص شایستگی , اثر سیبک , هدایت گرمایی , هدایت الکتریکی