[发明专利]一种内外电极均为金属线的热电转换电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种热电转换电池。

背景技术

热电效应是在给物质加热时，可以感应出电流来，电流强度随着热量的增加而增加的现象。在加热时能感应出电流的物质叫热电效应材料，也叫热电转换材料。用金属材料作两极，中间用热电转换材料将两金属材料连接起来，制作而成热电转换电池。

热电转换电池是单向导热结构，是先把一个金属电极加热，然后再由加热的金属通过热电转换材料把热量传导给另一个金属电极。由于单向导热结构，使微小的热粒子向电子转化产生了连续循环的电流。由于单向导电结构，对热电池中的热电流起到了正向促进，反向阻止的作用。

热电转换电池可利用太阳能、热电厂的余热、地热等热能转换为电能，其转换效率主要取决于热电转换材料以及两极金属材料的性能。另外，转换效率也与两金属电极和热电转换材料的接触面积有关，所以在两个金属电极与热电转换材料的接触面上设置面积扩大装置，主要设置在内电极上，从而扩大接触面积，使热电转换达到最佳效果。必要时，热电转换电池还可以并联或者串联使用，如把若干组热电池重叠在一起，使热量得到更充分的转换效果。

但是，现有技术种热电转换电池的转换率较低，很难实际应用于工业生产中。因此寻找更合适的热电转换材料和两极的金属材料，提高热电转换电池的转换率，是本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术中热电转换技术转换率低，实际应用效果差的问题，提供了一种热电转换效率高的热电转换电池。

本发明的热电转换电池，包括内电极、外电极、以及二者之间设置的热电转换材料，其中内电极为金属线，外电极为金属线，其中，

热电转换材料是Ce(Fe_xHf_yPt_z)₁₃，

其中：x的范围为0.80～0.90；y的范围为0.03～1-x；z的范围为0.005～0.45。

热电转换材料优选为CeFe₁₁Hf_1.55Pt_0.45，CeFe_11.5Hf_1.15Pt_0.45，CeFe_10.75Hf_1.8Pt_0.35，CeFe_10.8Hf_1.85Pt_0.35。

优选地，内电极和外电极为铁或铜。

经过实验测试，本发明的热电转换电池与现有技术中已知的热电转换材料，例如黄铁矿制成的电池相比，热电转换效率明显提高，在20～50℃之间提高12～18％，在50～100℃之间提高22～32％。本发明人惊喜的发现，采用Ce(Fe_xHf_yPt_z)₁₃制成的热电转换器件的转换效率相比本发明人的另一个在前发明以La为主要构成热电转换材料的热电转换器件还要高出2～3％。

附图说明

图1为本发明的热电转化电池的结构示意图。

图2为图1沿横向的截面图。

图3为图1沿纵向的截面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，但应该理解，实施例仅用于说明本发明的技术方案，不用于限制其保护范围。

本发明的热电转换电池，包括内电极1、外电极2、以及二者之间设置的热电转换材料3，其中内电极1为金属线，外电极2为金属线，如图1、2、3所示。

该热电转换电池的制造方法是：用一根金属线作为内电极1，内电极1外加热电转换材料3，然后用另一根金属线缠绕在热电转换材料3表面构成外电极2，在外电极2和内电极1上用连接线6接出接头，就组成了单式线式热电池，其是从外向内加热的结构，适合各种普通的热电转换。

本发明的内电极也称为发射极，其接收来自热电转换材料的电子。外电极也称为加热极，其温度变化后，向热电转换材料输送电子，从而将热电转换材料加热。由于单向导电结构，热电电池中的热电流起到正向促进、反向阻止的作用。

其中，内电极1、外电极2为金属材料。优选为铁或铜，也可以是铝或银。例如内电极1选金属铁，外电极2选金属铜。

热电转换材料3是Ce(Fe_xHf_yPt_z)₁₃