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熱電偶感溫線\熱電偶余熱發(fā)熱的應(yīng)用
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電是能源*理想的傳輸方式，將余熱轉(zhuǎn)換為電能才是終極應(yīng)用。目前美國愛荷華州國家實驗室正在進(jìn)行這方面的研究。通常這種熱電轉(zhuǎn)化需要通過熱電偶實現(xiàn)的，熱電偶是一種被廣泛應(yīng)用的溫度傳感器，由兩層不同的金屬構(gòu)成，當(dāng)其中一層比另一層溫度高時，兩層金屬間就會形成電流。但愛荷華州國家實驗室的科學(xué)家史蒂芬·諾瓦克、戴爾·科特則正在研究一種更加新奇的方法——應(yīng)用一種由黃金或鎳鉻合金為材料制成的、被稱為“納米天線”的裝置來實現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)在布雷納已將這一技術(shù)運(yùn)用在了圣母大學(xué)的植物園內(nèi)。通過4個服務(wù)器機(jī)柜，植物園溫室的溫度得到了保證，與之相對應(yīng)的是，圣母大學(xué)每年因此節(jié)省了3.8萬美元的服務(wù)器冷卻費(fèi)用，同時植物園的燃?xì)赓M(fèi)支出減少了1.56萬美元。布雷納的創(chuàng)意雖然取得了成功，但與自然界海量的余熱相比，植物園的應(yīng)用規(guī)模實在太小。
若要應(yīng)用這種超高頻電流，需要將納米天線與整流器配套應(yīng)用。但目前市面上的整流器只能應(yīng)付頻率為10億赫茲的電流。不過納米天線的實際應(yīng)用也面臨著一個難題，即形成的交流電頻率過高。美國應(yīng)用的交流電頻率為60赫茲，而納米天線形成的電流頻率則高達(dá)3000億赫茲。
納米天線本身采用大規(guī)模印壓法工藝制成，在略微加熱的塑料薄片上壓制其基層結(jié)構(gòu)?；鶎咏Y(jié)構(gòu)成型后，再往壓出的凹槽里涂鍍金屬層。由于只需要涂鍍少量的金屬，所以*終的產(chǎn)品價格不高，并且具有很好的延展性。物體受熱時會散發(fā)出紅外射線，黃金或鎳鉻合金中的電子受到這種輻射便會形成振動。電子振動緊接著會形成可被利用的交變電流。雖然單個納米天線中生成的電流很小，但大量納米天線組成的陣列就足以形成不小的電量。
為了解決這個問題，諾瓦克與他的同事正試驗在納米天線中嵌入一個納米級別的二極管。二極管是一種只允許電流單向流動的元件，經(jīng)過二極管后，高頻的交流電就變成了易于處理的直流電。研究人員希望增加這一元件后能使他們的余熱利用技術(shù)變得現(xiàn)實可行。