Sabuwar hanyar ci gaba ta masana'antar sanyaya wutar lantarki ta thermoelectric

Sabuwar hanyar ci gaba ta masana'antar sanyaya wutar lantarki ta thermoelectric

Masu sanyaya na'urorin sanyaya na'urorin thermoelectric, waɗanda aka fi sani da na'urorin sanyaya na'urorin thermoelectric, suna da fa'idodi marasa maye gurbinsu a wasu fannoni saboda fasalullukansu kamar rashin sassan motsi, daidaitaccen sarrafa zafin jiki, ƙaramin girma, da kuma babban aminci. A cikin 'yan shekarun nan, babu wani ci gaba mai kawo cikas ga kayan aiki na asali a wannan fanni, amma an sami babban ci gaba a fannin inganta kayan aiki, ƙirar tsarin, da faɗaɗa aikace-aikace.

Ga wasu manyan sabbin hanyoyin ci gaba:

I. Ci gaba a cikin Kayan Aiki da Na'urori na Musamman

Ci gaba da inganta aikin kayan thermoelectric

Inganta kayan gargajiya (bisa ga Bi₂Te₃): Abubuwan da aka haɗa da Bismuth tellurium sun kasance mafi kyawun kayan aiki kusa da zafin ɗaki. Binciken da ake yi a yanzu ya ta'allaka ne kan ƙara inganta ƙimar darajar thermoelectric ta hanyar hanyoyin kamar nanosizing, doping, da texturing. Misali, ta hanyar ƙera nanowires da tsarin superlattice don haɓaka watsawar phonon da rage watsawar zafi, ana iya inganta inganci ba tare da yin tasiri sosai ga watsa wutar lantarki ba.

Binciken sabbin kayayyaki: Duk da cewa ba a samu su a kasuwa ba tukuna a babban sikelin, masu bincike suna binciken sabbin kayayyaki kamar SnSe, Mg₃Sb₂, da CsBi₄Te₆, waɗanda ƙila suna da ƙarfin da ya fi Bi₂Te₃ a takamaiman yankunan zafin jiki, wanda ke ba da damar yin tsalle-tsalle a nan gaba.

Kirkire-kirkire a tsarin na'ura da tsarin hadewa

Rage zafi da kuma daidaita shi: Domin biyan buƙatun rage zafi na ƙananan na'urori kamar na'urorin lantarki na masu amfani da wutar lantarki (kamar maɓallan baya na watsa zafi na wayar hannu) da na'urorin sadarwa na gani, tsarin kera ƙananan na'urori masu sanyaya zafi na micro-TEC (ƙananan na'urori masu sanyaya zafi na thermoelectric, Ƙananan na'urori masu sanyaya zafi na thermoelectric) yana ƙara zama mai inganci. Yana yiwuwa a ƙera na'urori masu sanyaya zafi na peltier, na'urorin sanyaya zafi na peltier, na'urorin peltier, na'urorin thermoelectric masu girman 1 × 1 mm kawai ko ma ƙarami, kuma ana iya haɗa su cikin jeri don cimma daidaiton sanyaya gida.

Module na TEC mai sassauƙa (module na peltier): Wannan batu ne mai tasowa. Ta hanyar amfani da fasahohi kamar na'urorin lantarki da aka buga da kayan aiki masu sassauƙa, ana ƙera na'urorin TEC marasa tsari, ana ƙera na'urorin peltier waɗanda za a iya lanƙwasa su kuma a manne su. Wannan yana da fa'idodi masu yawa a fannoni kamar na'urorin lantarki masu sawa da kuma maganin ƙwayoyin cuta na gida (kamar matsewar sanyi mai ɗaukuwa).

Inganta tsarin matakai da yawa: Ga yanayin da ke buƙatar babban bambancin zafin jiki, tsarin TEC mai matakai da yawa, kayan sanyaya thermoelectric masu matakai da yawa sun kasance babban mafita. Ci gaban da ake samu a yanzu yana bayyana ne a cikin ƙirar tsari da hanyoyin haɗin kai, da nufin rage juriyar zafi tsakanin matakai, haɓaka aminci gabaɗaya da matsakaicin bambancin zafin jiki.

Ii. Faɗaɗa Aikace-aikace da Magani na matakin Tsarin

Wannan shine fannin da ya fi saurin canzawa inda za a iya lura da sabbin ci gaba kai tsaye.

Juyin halittar fasahar watsa zafi mai zafi tare

Babban abin da ke takaita aikin TEC module, thermoelectric module, peltier module sau da yawa shine ƙarfin watsar da zafi a ƙarshen zafi. Inganta aikin TEC yana ƙarfafa juna tare da haɓaka fasahar nutsewar zafi mai inganci.

Haɗe da ɗakunan tururin VC/bututun zafi: A fannin kayan lantarki na masu amfani, tsarin TEC, galibi ana haɗa na'urar peltier tare da ɗakunan tururin ɗakin injin. Tsarin TEC, mai sanyaya peltier yana da alhakin ƙirƙirar yankin ƙarancin zafin jiki, yayin da VC ke watsa zafi yadda ya kamata daga ƙarshen zafi na tsarin TEC, ɓangaren peltier zuwa manyan fins ɗin watsa zafi, yana samar da mafita ta tsarin "sanyaya mai aiki + ingantaccen watsa zafi da cirewa". Wannan sabon salo ne a cikin kayan watsa zafi don wayoyin caca da katunan zane-zane masu inganci.

Idan aka haɗa shi da tsarin sanyaya ruwa: A fannoni kamar cibiyoyin bayanai da na'urorin laser masu ƙarfi, ana haɗa tsarin TEC tare da tsarin sanyaya ruwa. Ta hanyar amfani da ƙarfin zafi mai yawa na ruwa, ana cire zafi a ƙarshen zafi na tsarin thermoelectric na tsarin TEC, wanda ke cimma ƙarfin sanyaya mai inganci wanda ba a taɓa gani ba.

Gudanar da hankali da ingantaccen makamashi

Tsarin sanyaya na zamani na thermoelectric yana ƙara haɗa na'urori masu auna zafin jiki masu inganci da masu sarrafa PID/PWM. Ta hanyar daidaita yanayin shigarwa/ƙarfin lantarki na na'urar thermoelectric, na'urar TEC, na'urar peltier a ainihin lokaci ta hanyar algorithms, ana iya cimma daidaiton zafin jiki na ±0.1℃ ko ma sama da haka, yayin da ake guje wa caji da juyawa da kuma adana makamashi.

Yanayin aiki na bugun jini: Ga wasu aikace-aikace, amfani da wutar lantarki maimakon ci gaba da samar da wutar lantarki na iya biyan buƙatun sanyaya nan take yayin da yake rage yawan amfani da makamashi gaba ɗaya da kuma daidaita nauyin zafi.

Iii. Filayen Aiwatar da Ci Gaba Mai Girma da Filaye

Rage zafi ga kayan lantarki na masu amfani

Wayoyin caca da kayan haɗin lantarki na wasanni: Wannan yana ɗaya daga cikin manyan wuraren ci gaba a kasuwar na'urorin sanyaya thermoelectric, na'urorin TEC, da na'urorin pletier a cikin 'yan shekarun nan. Maɓallin bayan sanyaya mai aiki yana da kayan aikin thermoelectric da aka gina a ciki (na'urorin TEC), waɗanda zasu iya danne zafin SoC na wayar kai tsaye a ƙasa da zafin yanayi na yanayi, yana tabbatar da ci gaba da fitarwa mai ƙarfi yayin wasanni.

Kwamfutocin tafi-da-gidanka da kwamfutocin tebur: Wasu kwamfutocin tafi-da-gidanka masu tsada da katunan zane (kamar katunan nuni na jerin NVIDIA RTX 30/40) sun fara ƙoƙarin haɗa kayan TEC, kayan thermoelectric don taimakawa wajen sanyaya kwakwalwan tsakiya.

Cibiyoyin sadarwa na gani da bayanai

Na'urorin gani na 5G/6G: Na'urorin laser (DFB/EML) a cikin na'urorin gani masu sauri suna da matuƙar saurin amsawa ga zafin jiki kuma suna buƙatar TEC don daidaitaccen zafin jiki mai ɗorewa (yawanci a cikin ±0.5℃) don tabbatar da kwanciyar hankali na tsawon rai da ingancin watsawa. Yayin da ƙimar bayanai ke ƙaruwa zuwa 800G da 1.6T, buƙata da buƙatun na'urorin TEC thermoelectric mdoules peltier coolers, peltier elements duka suna ƙaruwa.

Sanyayawar gida a cibiyoyin bayanai: Mai da hankali kan wuraren zafi kamar CPUS da GPUS, amfani da tsarin TEC don ingantaccen sanyaya wuri shine ɗayan hanyoyin bincike don inganta ingantaccen amfani da makamashi da yawan kwamfuta a cibiyoyin bayanai.

Kayan lantarki na mota

Lidar da aka ɗora a kan abin hawa: Injin fitar da iskar laser na lidar yana buƙatar yanayin aiki mai kyau. TEC muhimmin sashi ne wanda ke tabbatar da cewa yana aiki yadda ya kamata a yanayin da ke da tsauri a cikin abin hawa (-40℃ zuwa +105℃).

Kokfutoci masu wayo da tsarin tattara bayanai masu inganci: Tare da ƙaruwar ƙarfin kwamfuta na kwakwalwan da ke cikin mota, buƙatun watsa zafi a hankali suna daidaitawa da na kayan lantarki na masu amfani. Ana sa ran za a yi amfani da na'urar TEC, mai sanyaya TE a cikin samfuran motoci masu inganci na gaba.

Kimiyyar lafiya da rayuwa

Na'urorin likitanci masu ɗaukuwa kamar na'urorin PCR da na'urorin tantance DNA suna buƙatar saurin zagayowar zafin jiki daidai, kuma tsarin TEC, peltier shine babban ɓangaren kula da zafin jiki. Yanayin rage yawan amfani da kayan aiki ya haifar da haɓaka ƙaramin TEC mai inganci da inganci, mai sanyaya peltier.

Na'urorin Kyau: Wasu na'urorin kwalliya masu inganci suna amfani da tasirin Peltier na na'urar TEC don cimma daidaitattun ayyukan matsewa na sanyi da zafi.

Sararin Samaniya da muhalli na musamman

Sanyaya na'urar gano infrared: A fannin bincike na soja, sararin samaniya da kimiyya, ana buƙatar a sanyaya na'urorin gano infrared zuwa yanayin zafi mai ƙanƙanta (kamar ƙasa da -80℃) don rage hayaniya. Na'urar TEC mai matakai da yawa, na'urar peltier mai matakai da yawa, na'urar thermoelectric mai matakai da yawa wata hanya ce mai sauƙi kuma mai inganci don cimma wannan burin.

Tsarin sarrafa zafin jiki na tauraron dan adam: Samar da yanayi mai ɗorewa na zafi don kayan aikin da aka tsara akan tauraron dan adam.

Iv. Kalubalen da ake Fuskanta da kuma Abubuwan da ake sa ran samu a nan gaba

Babban ƙalubalen: Ƙarancin ingancin makamashi ya kasance babban gazawar tsarin TEC peltier module (thermoelectric module) idan aka kwatanta da tsarin sanyaya na gargajiya. Ingancin sanyaya na thermoelectric ɗinsa ya yi ƙasa da na zagayen Carnot.

Hasashen nan gaba

Nasarar kayan aiki ita ce babban burin: idan za a iya gano ko haɗa sabbin kayan aiki masu ƙimar ƙarfin zafi na 3.0 ko sama da haka kusa da zafin ɗaki (a halin yanzu, Bi₂Te₃ na kasuwanci yana kusan 1.0), zai haifar da juyin juya hali a cikin masana'antar gaba ɗaya.

Haɗakar tsarin da hankali: Gasar da za a yi nan gaba za ta canza daga "aikin TEC na mutum ɗaya" zuwa ikon tsarin gabaɗaya na "TEC+ watsar da zafi + sarrafawa". Haɗawa da AI don sarrafa zafin jiki na hasashen shi ma alkibla ce.

Rage farashi da shiga kasuwa: Tare da yadda ake bunkasa ayyukan masana'antu da kuma samar da kayayyaki masu yawa, ana sa ran farashin TEC zai kara raguwa, ta haka zai shiga kasuwannin matsakaici har ma da na jama'a.

A taƙaice, masana'antar sanyaya zafi ta thermoelectric ta duniya a halin yanzu tana cikin wani mataki na haɓaka sabbin abubuwa ta hanyar amfani da aikace-aikace da haɗin gwiwa. Duk da cewa babu wani sauyi mai sauyi a cikin kayan yau da kullun, ta hanyar ci gaban fasahar injiniya da haɗin kai mai zurfi tare da fasahar sama da ƙasa, tsarin TEC na Peltier module, peltier cooler yana samun matsayinsa wanda ba za a iya maye gurbinsa ba a cikin ƙarin adadin fannoni masu tasowa da masu daraja, yana nuna ƙarfi mai ƙarfi.