Welcome to Ghitu Institute of Electronic Engineering and Nanotechnologies

Generator termoelectric anizotrop pe bază de fire semimetalice în izolaţie de sticlă


Generator termoelectric anizotrop pe bază de fire semimetalice în izolaţie de sticlă

În cadrul LESDR, IIEN „D.Ghiţu” a fost proiectat şi construit modelul experimental al generatorului termoelectric anizotrop, ce funcţionează datorită gradientului de temperatură, care la rândul său este creat de căldura corpului uman, ce poate fi utilizat în dispozitive auditive în calitate de sursă de alimentare. Conform calculelor forţa electromotoare obţinută de generatorul termoelectric anizotrop pe bază de fire în izolaţie de sticlă trebuie să atingă valoarea 800-1000 mV.

Modelul generatorului termoelectric anizotrop propus diferă considerabil de cele pe bază de termoelemente anizotrope de tip inelar sau sub formă de spirală, precum şi de cele pe bază de Bi2Te3 şi Te, prin faptul că posedă anizotropia forţei termoelectromotoare foarte ridicată. Fabricarea generatoarelor termoelectrice anizotrope pe bază de Bi2Te3 şi Te necesită cheltuieli semnificative, mai mult decât atât au o stratificare şi plasticitate ridicată, ceea ce determină instabilitatea proprietăţilor electrice şi termoelectrice şi împiedică utilizarea lor în convertoare termoelectrice anizotrope de energie. Lungimea semnificativă a firelor monocristaline în izolaţie de sticlă (până la zeci de metri), rezistenţa mecanică şi stabilitatea faţă de mediul ambiant, flexibilitatea, elasticitatea şi simplitatea procesului de fabricaţie industrială deschid perspective mari pentru optimizarea şi utilizarea în practică în convertoarele termoelectrice anizotrope de energie.

Caracteristici tehnice:
Generatorul termoelectric anizotrop este construit din microfir pe bază de Bi-0.05at%Sn în izolaţie de sticlă cu diametrul d = 3 µm cu valoarea anizotropiei forţei termoelectromotoare 100 µV/K. Microfirul cu o lungime de 8 m, în formă de spirală plană, la un gradient al temperaturei dintre părţile spiralei ΔT = 5 K poate genera o tensiune de U = 1 V.

Avantaje:
Generatorul termoelectric anizotrop pe bază de fire semimetalice în izolaţie de sticlă diferă de modelele generatoarelor anizotrope cunoscute prin miniatură (diametrul extern al termoelementului – spirală plană, răsucită, dintr-un microfir cu lungimea de 8 m, d ~15 mm la grosimea spiralei t < 50 µm), parametri tehnici sporiţi (generatorul creează o tensiune de 1 V la un gradient al temperaturii 5 K) şi lipsa totală a elementelor de comutare, existenţa cărora complică procesul tehnologic de fabricare şi micşorează semnificativ fiabilitatea produsului.