JP5984200B2 - 熱電材料を用いた熱電発電装置およびそれを製造するための方法 - Google Patents
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description
n型:
Bi2Te3[約250°C];PbTe[約500°C];Ba0.3Co3.95Ni0.05Sb12[約600°C];Bay(Co,Ni)4Sb12[約600°C];CoSb3[約700°C];Ba8Ga16Ge30[約850°C];La2Te3[約1100°C];SiGe[約1000°C];Mg2(Si,Sn)[約700°C];
p型:
(Bi,Sb)2TE3[約200°C];Zn4Sb3[約380°C];TAGS[約600°C];PbTe[約500°C];SnTe[約600°C];CeFe4Sb12[約700°C];Yb14MnSb11[約1000°C];SiGe[約1000°C];Mg2(Si,Sb)[約600°C]。
a)粉末半導体材料を提供する工程と、
b)繊維を提供する工程と、
c)繊維を半導体材料と一緒に混合または配置して出発物質を形成する工程と、
d)出発物質を圧縮する工程と、
を含む、方法に関する。
2 第1の側
3 第2の側
4 繊維
5 内周面
6 外周面
7 特性
8 コーティング
9 半導体材料
10 出発物質
11 熱電発電装置
12 自動車
13 中央軸
14 半径方向
15 熱の流れ
16 円周方向
17 軸方向
18 厚さ
19 モールド
20 高温側
21 低温側
22 排気ガス
23 冷却剤
24 外管
25 内管
26 チャネル
27 ブリッジ
28 絶縁体
29 圧力
30 距離
31 セクション
Claims (14)
- 熱エネルギーを電気エネルギーに変換するための熱電発電装置であって、
熱電材料のための半導体材料で形成される、少なくとも2つの半導体素子を含む、少なくとも1つの熱電発電モジュールを備え、
前記熱電材料は、低温側にさらされる第1の側と、該第1の側の反対に配置され高温側にさらされる第2の側と、該熱電材料の前記第1の側と前記第2の側の間に含有される繊維と、を有し、
前記繊維は少なくとも酸化物セラミック繊維と非酸化物セラミック繊維とが混合されたセラミック繊維を含み、
前記酸化物セラミック繊維は、前記熱電材料の前記第1の側から第2の側までの距離の3分の1以下の前記低温側の領域内において前記セラミック繊維の全ての割合のうちの少なくとも80重量%で配置され、前記非酸化物セラミック繊維は、前記酸化物セラミック繊維よりも前記熱電材料内で熱の流れ方向において少ない割合で配置されており、
前記高温側と低温側との温度差で引き起こされる熱の流れにより電気エネルギーを生成する、
熱電発電装置。 - 前記熱電材料は、環または環のセグメントの形態であり、前記第1の側は前記熱電材料の内周面を形成し、前記第2の側は前記熱電材料の外周面を形成する、請求項1に記載の熱電発電装置。
- 前記繊維の少なくとも80重量%は互いに対して平行に配置される、請求項1または2に記載の熱電発電装置。
- 前記繊維の少なくとも80重量%は少なくとも前記第1の側または前記第2の側に対して横方向に配置される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱電発電装置。
- 前記繊維は、前記熱電材料において2つまたは3つの異なる方向で配置され、前記繊維の少なくとも80重量%は前記方向の1つに対して平行に配置される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱電発電装置。
- 前記繊維は、前記熱電材料において不均一に分配されている、請求項1または2に記載の熱電発電装置。
- 前記繊維は、互いに異なる少なくとも1つの特性を有して形成され、前記特性は以下:熱伝導性、導電性、引張強度のうちの1つである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の熱電発電装置。
- 前記繊維は、少なくともフォームフィッティング接続または接着によって前記熱電材料に結合される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の熱電発電装置。
- 前記繊維は、前記熱電材料の全重量に対して測定して、多くても70重量%の割合を一緒に有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の熱電発電装置。
- 前記繊維は、少なくとも部分的にコーティングを有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の熱電発電装置。
- 前記繊維は、前記半導体材料より低い導電率を有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の熱電発電装置。
- 前記繊維は、少なくとも0.5μmの平均粗度Rzを有する面を有する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の熱電発電装置。
- 前記繊維は、前記半導体材料より低い熱伝導率を有する、請求項1〜12のいずれか一項に記載の熱電発電装置。
- 熱エネルギーを電気エネルギーに変換するための熱電発電装置を生成するための方法であって、
熱電材料のための半導体材料で形成される、少なくとも2つの半導体素子を含む、少なくとも1つの熱電発電モジュールを提供する工程を含み、
前記少なくとも2つの半導体素子は、低温側にさらされる第1の側と、該第1の側の反対に配置され高温側にさらされる第2の側との温度差で引き起こされる熱の流れにより電気エネルギーを生成する熱電材料を含み、該熱電材料は、少なくとも以下の工程:
a)粉末半導体材料を提供する工程と、
b)少なくとも酸化物セラミック繊維と非酸化物セラミック繊維とが混合されたセラミック繊維を含む繊維を提供する工程と、
c)前記繊維と前記粉末半導体材料とを一緒に混合または配置して前記酸化物セラミック繊維は、前記熱電材料の前記第1の側から第2の側までの距離の3分の1以下の前記低温側の領域内において前記セラミック繊維の全ての割合のうちの少なくとも80重量%で配置され、前記非酸化物セラミック繊維は、前記酸化物セラミック繊維よりも前記熱電材料内で熱の流れ方向において少ない割合で配置される出発材料を形成させる工程と、
d)前記出発物質を圧縮する工程と、
を含む、方法。
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