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1.2.4 热电效应的应用
热电效应是电能与热能之间的转换，长久以来人们就极力探讨它可能的工 业用途。热电偶用于测量温度及辐射能已经有近二个世纪历史，是最典型也是最成功的运用热电效应的例子。现在热电效应主要有温差发电和热电制冷以及作 为传感器和温度控制器在微电子器件和EMS(Energy Management System)中的应用。
温差发电利用的是材料的Seebeck效应，直接将热能转化为电能，而不需要机械机构和化学反应参与。1947年，第一台温差发电器件问世，1962年由美国首次将其装在人造卫星上，开创了研制长效远距离，无人维护的热电发电站的新纪元[13]。同时温差发电机也是1977年美国发射的旅行者号宇宙飞船的重要能源供给系统。另外，虽然到目前为止热电材料的发电效率一直较低，但因为它具有其他发电方式不可媲美的优点，作为在特殊场合下使用的电源已经普及应用。如果未来能进一步提高其发电效率，则可以把热电发电装置用于太阳热发电系统，这可大大简化现有太阳热发电系统的能量转换部件的结构，从而大大降低成本。温差发电在工业余热、废热和低品味热温差发电方面也具有很大的潜在应用[14]。
热电制冷机语热电发电机相反，利用的是Peltier效应。当电流流过热电材料时，将热能从低端排向高温端，不需要压缩机，也不需要氟利昂等制冷剂。其作用速度快，使用寿命长，并且借助于其它技能制冷又能加热的特点可方便地实现温度时序控制。如制冷设备可以应用于医学、高性能接收器和高性能红外传感 器等方面，同时还可以为电子计算机、广通讯及激光打印机等系统提供恒温环境。如果能实现较高的制冷效率，就可以替代目前用氟利昂制冷的压缩机制冷系统，有利于保护环境。这是现在热电材料研究的热点。另外，热电制冷材料一个可能 具有实际应用意义的场合是为超导材料的使用提供低温环境。事实上改善热电材料的性能并使其工业化正是目前研究热电材料的巨大动力。来~自^751论+文.网www.751com.cn/
这两类热电设备都无振动、无噪音，也无磨损、无泄漏，体积小、重量轻，安全可靠寿命长，对环境不产生任何污染，是十分理想的电源和制冷器。同时随着今年来，人们环境保护意识的加强以及传统能源观念的转变，寻找节能、高效、无污染的能量转换方式已经成为当今能源科学亟需解决的问题，因此人们对热电材料的研究再度得到升温，研究与应用相互促进形成良性循环。随着这个循环过程的不断螺旋上升，人们希望以温差电固体器件装置取代传统热机的梦想也将随之逐步接近于现实。