ermoelektrisk køling
+ Ingen bevægelige dele Fordele og ulemper + Lydløs! + Pålidelig og stort set vedligeholdelsesfri + kalerbar + Ingen drivhusgasser + Nøjagtig temperaturkontrol + Operation i barske fysiske og kemiske miljøer - Effektivitet - Pris - undhedsskadelige grundstoffer
COP COP Effektivitet absorberetvarme tilført effekt max ermokraft: pændingen der generes per grad ermisk ledningsevne der skyldes atomvibrationer c I ½RI ( 1+ ) m h c ( 1+ + 1) Δ σ αβ m κ + κ v e c αβ ΔI+ I KΔ R Elektrisk ledningsevne e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- Elektronernes varmeledning e- e- e-
Effektivitet σ κ + κ v e Chen, G., and hakouri, A., "Heat ransfer in Nanostructures for olid-tate Energy Conversion, J. of Heat ransfer, Vol. 14, 00, p. 4.
Lidt fysik om kompromiser σ κ v + κ e σ κ e σ Isolatorer Metaller
Bedste materialer σ κ + κ v e
Nanostrukturering σ κ + κ v e Udfordringen: toppe varmeudbredelsen i stoffet uden at hindre elektronernes mobilitet Poudel et al. cience 30 634 (008)
Hvad sker der? σ κ + κ v e _ σ λ e _ κ λ v v λ
Indbyggede egenskaber σ κ + κ v e emp ( C)
Nanostrukturering σ κ + κ v e Quantum dots + Reducerer termiske ledningevne (κ L ) + Forøger termokraft () + Øger elektriske ledningsevne ( σ) Harmann et al. cience. 97. 9 (00). Harmann et al. J. of Electron. Mater. 9(1), L1 (000).
Nanostrukturering Inklusioner af nanopartikler lavet via spinodal dekomposition Pbe med b nanopartikler σ κ + κ v e forøget fra 0.6 til 1.6 Androulakis et al. J. Am. Chem. oc. 19, 9780 (007) M. Kanatzidis Northwestern University
Nanostukturering Multi tyndfilmslag.4 Dyrt og svært at lave i stor skala Bi e 3 b e 3 (K)
Nanostukturering Multilag i bulk materialer + Metastabil fase af Pb b 6 e 11 udkrystaliserer til nanostruktureret materiale af Pbe og b e 3 σ κ v κ e Ikeda et al. Chem. Mater., 19 (4), 763-767, 007
Billige materialer σ κ + κ v e
Billige materialer i i/ge Wu et al. Nano Letters (), 83 (00)
Feb tort potentiale i de såkaldte korrelerede halvledere Køling ved meget lave temperaturer (<-00 C) f.eks. superledere i MR-scannere Kæmpe termokraft 45000 µvk -1 3 ved 13 K (-60 C) hvis termisk ledningevne kan mindskes til 1 Wm -1 K -1 Høj termisk ledningsevne 500 Wm -1 K -1
CeB 6
Materialer med funktionelt design Marlow Industries AARHU UNIVERIE 1
Fremtiden for termoelektrisk køling Nye materialer med højere undervejs Nanostrukturering åbner for effektivisering af eksisterende materialer Nye materialetyper åbner for nye anvendelsestemperaturer Funktionelt design af materialer øger nyttevirkning