[发明专利]基于相变材料回收电子元器件余热的离子热电装置

说明书

本公开揭示了一种基于相变材料回收电子元器件余热的离子热电装置，包括：导热模块、发电模块和储放热模块；其中，所述导热模块用于将电子元器件产生的余热传导至发电模块，使得发电模块内部形成正向温度差以实现热电能量转换，在发电模块实现热电能量转换的同时，电子元器件产生的余热进一步传导至储放热模块；所述储放热模块用于将经由所述导热模块传导的余热作为潜热进行存储，并在电子元器件不产生余热的情况下，通过释放潜热使得发电模块内部形成逆向温度差以实现热电能量再次转换。

技术领域

本公开属于能量回收利用技术领域，具体涉及一种基于相变材料回收电子元器件余热的离子热电装置。

背景技术

余热等低品位热能的利用，对解决能源危机至关重要。最为典型的低温余热资源为电子元器件散热的热量。由于功率器件向小型化、轻量化、结构紧凑化、运行高效化的方向发展，电子元器件也相应地在限定的体积下进行大功率、长时间、高负荷地运转。因此，功率器件工作时会产生大量的热量并将热量传递给外界或周围器件。电子设备正常运行时，内部电子元器件的温度在100℃以内，将电子元器件产生的余热进行热电能量转换，以实现能量回收利用的目的。

已有的热电能量转换技术主要是基于塞贝克效应的电子热电能量转换装置。当一对温差电偶的两结处于不同温度时，热电偶两端的温差电动势就可作为电源。然而，电子热电型材料一般为半导体材料，导电聚合物等。尽管它们有着高电导、持续稳定等优点，但其塞贝克系数较低，加工困难、环境不友好。而随着对离子扩散机理研究的不断完善与对离子热电效应研究的不断深入，离子热电能量转换越来越受到人们的关注。离子热电型材料的塞贝克系数一般从一到数百毫伏每开尔文不等，远远高于电子热电型材料的塞贝克系数。得益于电解质溶液的易于制备、可被广泛使用、成本低等优势，以电解质溶液为热电介质的离子热电能量转换有望成为回收低温余热的热电能量转换的主力军。

另外，相变材料作为一种新型节能环保材料，储能密度高，能够在恒定温度储存与释放热量，可以解决能量供求双方导热失去温度差等问题。将其应用辅助于离子热电发电装置来维持热量的匹配具有深远的应用价值。因此基于相变材料回收电子元器件余热的离子热电装置来进行能量回收利用已成为必然趋势。

背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种基于相变材料回收电子元器件余热的离子热电装置，通过相变材料的相变反应对电子元器件的余热进行吸收和释放从而实现热电能量的循环转换。

为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：

一种基于相变材料回收电子元器件余热的离子热电装置，包括：导热模块、发电模块和储放热模块；其中，

所述导热模块用于将电子元器件产生的余热传导至发电模块，使得发电模块内部形成正向温度差以实现热电能量转换，在发电模块实现热电能量转换的同时，电子元器件产生的余热进一步传导至储放热模块；

所述储放热模块用于将经由所述导热模块传导的余热作为潜热进行存储，并在电子元器件不产生余热的情况下，通过释放潜热使得发电模块内部形成逆向温度差以实现热电能量再次转换。

优选的，所述发电模块包括第一储液池和第二储液池，所述第一储液池和第二储液池之间设置有多孔介质膜。

优选的，所述多孔介质膜的表面带电且具有双电层屏蔽效应，可实现离子的选择性定向迁移以形成离子通量。

优选的，所述第一储液池内设置有第一电极，所述第二储液池内设置有第二电极，当离子通过所述多孔介质膜在所述第一储液池和第二储液池之间定向迁移时，电子在第一电极和第二电极之间流动形成输出电流。

优选的，所述导热模块包括导热片，导热片上设置有散热槽。