职更辰,王 瑞

(1.上海海事大学商船学院,上海201306;2.华南理工大学化学化工学院,广州510640)

前言

热电制冷又称半导体制冷或温差电制冷。具有热电能量转换特性的材料,在通过直流电时产生制冷效应。18世纪初,人们在利用电磁能的大量科学实验中,发现某些金属材料有热电效应。但由于科技水平的限制,人们只能使用热电性能较差的金属材料。例如,当时热点效能最好的锑-铋 (Sb-Bi)热电偶做成的热电发生器,其效率还不到1%[1]。因此,一百多年来除了把金属热电偶用于温度测量以外,并没有得到实际应用。19世纪50年代以后,半导体材料在各个领域得到了广泛的应用,发展非常迅速。热电性能较好的半导体材料使热电效率大大提高,从而使热电发电和热电制冷进入工程实际领域。如在宇宙航行器上应用的碲化铅(PbTe)半导体热电发生器效率已达7%;潜艇上应用的碲化铋 (Bi2Te3)半导体热电空调器的制冷系数已达2。目前,热电制冷器已在国防、农业、工业、医疗、日常生活等领域获得了广泛的应用。

传统的制冷手段通常是通过氟利昂等制冷剂来实现的,制冷剂的泄漏会对环境造成一定的污染,更重要的是对臭氧层造成破坏。热电制冷与传统的制冷方法不同,既没有制冷剂,又无复杂的机械设备和管路系统,只要给热电制冷器通电,就可以产生制冷效果,既方便又迅速。它开辟了制冷技术的一个新分支,解决了许多特殊场合的制冷难题。在致力于保护全球环境和科技迅速发展的今天,其应用受到了越来越多人的关注,有着十分广阔的前景。……