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先锋3D打印设备创造了新的效率记录

发布时间:2019-06-06 14:46:25 来源:

一种新型三维印刷热电器件,将热能转化为电能,其效率系数比之前的印刷材料效率高出50%以上,并且散装生产成本低廉 - 由斯旺西大学的专业研究人员制造创新与知识中心。

目前,英国工业使用的能源中约有六分之一是废热,排放到大气中。利用这一点来创造电力可能是帮助工业减少能源费用和减少碳足迹的重要一步。

热电材料将温度差异转化为电能,反之亦然。它们用于冰箱,发电厂甚至一些由体热供电的智能手表。

先前的研究表明,一种称为锡硒化物(SnSe)的材料,一种由锡(Sn)和硒(Se)组成的化合物,具有作为热电材料的高潜力。问题是用于制造它的方法需要大量能量,因此是昂贵的。

这就是斯旺西研究人员的工作所在。他们开发的技术对于工业来说可能成本非常低,因为它可以快速,轻松地大量生产SnSe热电发电机。

该团队将锡硒化合物配制成一种油墨,可以印刷以测试其性能。下一步是开发一种3D打印技术,以生产由墨水制成的小型热电发电机。

该团队的实验表明,该材料在性能效率方面给出了记录分数,这是通过“品质因数”(ZT)来衡量的。

斯旺西团队的元素达到了ZT值(热电发电机效率的衡量标准),最高可达1.7

印刷热电材料的先前最佳ZT得分为1.0

这意味着效率 - 将热量转化为电力 - 斯旺西队的成分约为9.5%,而此前的最佳成绩为4.5%。

这一突破对于制造过程中涉及高温的行业尤其有利。一个例子是炼钢,它产生大量的热量并需要巨大的电力。因此,将热量再循环到电力中有可能显着提高能效。塔塔钢铁公司将支持该团队的博士研究人员探索该技术的工业应用。

该研究团队来自斯普利特大学领导的SPECIFIC创新和知识中心项目,该项目开发了减少碳排放的技术,并展示了它们如何应用于建筑和工业。

斯旺西大学的Matt Carnie博士是这项工作的首席研究员,他说:

“将废热转化为电能可显着提高能源效率,减少账单并减少碳排放。我们的研究结果表明,使用锡硒化物的印刷热电材料是一种非常有前景的方法。

我们开发的设备是迄今为止记录的性能最佳的印刷热电材料,与之前的记录相比,效率因数提高了50%以上。与已建立的制造方法相比,批量生产也便宜。

需要做更多的工作,但我们的工作已经表明,这种结合效率和经济性的技术对能源密集型产业非常具有吸引力。

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