LNG冷能利用与低温半导体温差发电研究

摘要

本文对LNG冷能利用与低温半导体温差发电进行了研究。文章在对半导体温差发电材料和元件低温特性充分了解的基础上，设计并建立了一套利用LNG低温冷能温差发电并联合电解水制氢的实验装置。该装置中，LNG-水换热器是最关键的器件。经过多次实验和改进后，LNG-水换热器采用了以多孔铝扁管为LNG换热器，在铝扁管两面粘贴半导体温差发电片，再用薄铝箔胶带将LNG换热器及半导体温差发电片密封，在侧上方布置水喷淋头的形式。工作时，铝扁管内通入LNG，水喷淋到铝箔面，水的热量穿过铝箔并通过温差发电片，传给夹层内部的LNG，使LNG受热气化，在半导体温差发电片两侧有温差，产生直流电。该形式的换热器，具有LNG侧流道耐压高、传热性能好、表面扁平易于粘贴、接触热阻小、调整方便、扩展性强和易于批量生产等方面的优点；热侧采用喷淋方式换热，平均对流换热系数可达800～1000W/m2K。发电组件是将一定数量的单片半导体温差发电元件进行适当的串、并联组合，使得开路电压8～10V，电解电压3～4V，电解电流3～4A。利用所建立的装置，开展了利用LNG冷能低温发电及电解水制氢实验，得到了电解时的电流电压曲线，并对装置冷热端换热器的特性及装置的经济性进行了分析和探讨。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号表

第1章 绪论

第2章 热电转换热力分析

第3章 Bi2Te3合金材料与器件低温特性测试

第4章 温差发电利用LNG冷能的换热器研究

第5章 利用LNG冷能的半导体温差发电系统研究

第6章 LNG冷能综合利用

第7章 提高热电材料转换效率的探讨

第8章 结论与展望

致谢

攻读学位期间发表的论文