2025 წლიდან თერმოელექტრული გაგრილების (TEC) ტექნოლოგიამ მნიშვნელოვანი პროგრესი განიცადა მასალებში, სტრუქტურულ დიზაინში, ენერგოეფექტურობასა და გამოყენების სცენარებში. ქვემოთ მოცემულია ტექნოლოგიური განვითარების უახლესი ტენდენციები და მიღწევები ამჟამად.
I. ძირითადი პრინციპების უწყვეტი ოპტიმიზაცია
პელტიეს ეფექტი ფუნდამენტური რჩება: N-ტიპის/P-ტიპის ნახევარგამტარული წყვილების (მაგალითად, Bi₂Te₃-ზე დაფუძნებული მასალების) მუდმივი დენით ამოძრავებით, სითბო გამოიყოფა ცხელ ბოლოში და შეიწოვება ცივ ბოლოში.
ორმხრივი ტემპერატურის კონტროლის შესაძლებლობა: მას შეუძლია გაგრილებას/გათბობას მიაღწიოს უბრალოდ დენის მიმართულების შეცვლით და ფართოდ გამოიყენება მაღალი სიზუსტის ტემპერატურის კონტროლის სცენარებში.
II. მატერიალური თვისებების გარღვევა
1. ახალი თერმოელექტრული მასალები
ბისმუტის ტელურიდი (Bi₂Te₃) კვლავ ძირითად გამოყენებას წარმოადგენს, თუმცა ნანოსტრუქტურული ინჟინერიისა და დოპინგის ოპტიმიზაციის (როგორიცაა Se, Sb, Sn და ა.შ.) მეშვეობით, ZT მნიშვნელობა (ოპტიმალური მნიშვნელობის კოეფიციენტი) მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა. ზოგიერთი ლაბორატორიული ნიმუშის ZT 2.0-ზე მეტია (ტრადიციულად დაახლოებით 1.0-1.2).
ტყვიის გარეშე/დაბალი ტოქსიკურობის ალტერნატიული მასალების დაჩქარებული განვითარება
Mg₃(Sb,Bi)₂-ზე დაფუძნებული მასალები
SnSe მონოკრისტალი
ნახევრად-ჰეისლერის შენადნობი (შესაფერისი მაღალი ტემპერატურის მქონე მონაკვეთებისთვის)
კომპოზიტური/გრადიენტიანი მასალები: მრავალშრიანი ჰეტეროგენული სტრუქტურები ერთდროულად ოპტიმიზაციას უკეთებენ ელექტროგამტარობას და თბოგამტარობას, რაც ამცირებს ჯოულის სითბოს დანაკარგს.
III, ინოვაციები სტრუქტურულ სისტემაში
1. 3D თერმოპილის დიზაინი
ერთეულ ფართობზე გაგრილების სიმძლავრის სიმკვრივის გასაზრდელად გამოიყენეთ ვერტიკალური დაწყობის ან მიკროარხების ინტეგრირებული სტრუქტურები.
კასკადური TEC მოდული, პელტიეს მოდული, პელტიეს მოწყობილობა და თერმოელექტრული მოდული უზრუნველყოფს -130℃ ულტრადაბალ ტემპერატურას და გამოდგება სამეცნიერო კვლევებისა და სამედიცინო გაყინვისთვის.
2. მოდულური და ინტელექტუალური კონტროლი
ინტეგრირებული ტემპერატურის სენსორი + PID ალგორითმი + PWM დრაივი, რომელიც უზრუნველყოფს მაღალი სიზუსტის ტემპერატურის კონტროლს ±0.01℃ ფარგლებში.
მხარს უჭერს დისტანციურ კონტროლს ნივთების ინტერნეტის საშუალებით, შესაფერისია ინტელექტუალური ცივი ჯაჭვისთვის, ლაბორატორიული აღჭურვილობისთვის და ა.შ.
3. თერმული მართვის თანამშრომლობითი ოპტიმიზაცია
ცივი ბოლოთი გაძლიერებული სითბოს გადაცემა (მიკროარხი, ფაზის შეცვლის მასალა PCM)
ცხელი ბოლო იყენებს გრაფენის გამაგრილებელებს, ორთქლის კამერებს ან მიკროვენტილატორების მასივებს „სითბოს დაგროვების“ შეფერხების პრობლემის გადასაჭრელად.
IV, გამოყენების სცენარები და სფეროები
სამედიცინო და ჯანდაცვა: თერმოელექტრული PCR ინსტრუმენტები, თერმოელექტრული გაგრილების ლაზერული სილამაზის მოწყობილობები, ვაქცინის მაცივრიანი ტრანსპორტირების ყუთები
ოპტიკური კომუნიკაცია: 5G/6G ოპტიკური მოდულის ტემპერატურის კონტროლი (ლაზერული ტალღის სიგრძის სტაბილიზაცია)
სამომხმარებლო ელექტრონიკა: მობილური ტელეფონის გამაგრილებელი კლიპები, თერმოელექტრული AR/VR ყურსასმენის გამაგრილებელი, პელტიეს გამაგრილებელი მინი მაცივრები, თერმოელექტრული გამაგრილებელი ღვინის გამაგრილებელი, ავტომობილის მაცივრები
ახალი ენერგია: დრონების აკუმულატორებისთვის მუდმივი ტემპერატურის კაბინა, ელექტრომობილების კაბინებისთვის ლოკალური გაგრილება
აერონავტიკის ტექნოლოგია: თანამგზავრული ინფრაწითელი დეტექტორების თერმოელექტრული გაგრილება, ტემპერატურის კონტროლი კოსმოსური სადგურების ნულოვანი გრავიტაციის გარემოში
ნახევარგამტარების წარმოება: ფოტოლიტოგრაფიული აპარატების, ვაფლის ტესტირების პლატფორმების ზუსტი ტემპერატურის კონტროლი
V. მიმდინარე ტექნოლოგიური გამოწვევები
ენერგოეფექტურობა კვლავ უფრო დაბალია, ვიდრე კომპრესორის მაცივრის (COP, როგორც წესი, 1.0-ზე ნაკლებია, ხოლო კომპრესორების შემთხვევაში შეიძლება 2-4-ს მიაღწიოს).
მაღალი ღირებულება: მაღალი ხარისხის მასალები და ზუსტი შეფუთვა ფასებს ზრდის
ცხელ ბოლოში სითბოს გაფრქვევა გარე სისტემაზეა დამოკიდებული, რაც ზღუდავს კომპაქტურ დიზაინს.
გრძელვადიანი საიმედოობა: თერმული ციკლი იწვევს შედუღების შეერთების დაღლილობას და მასალის დეგრადაციას.
VI. სამომავლო განვითარების მიმართულება (2025-2030)
ოთახის ტემპერატურის თერმოელექტრული მასალები ZT > 3-ით (თეორიული ზღვრული გარღვევა)
მოქნილი/ტარებადი TEC მოწყობილობები, თერმოელექტრული მოდულები, პელტიეს მოდულები (ელექტრონული კანისთვის, ჯანმრთელობის მონიტორინგისთვის)
ადაპტური ტემპერატურის კონტროლის სისტემა ხელოვნურ ინტელექტთან ერთად
მწვანე წარმოებისა და გადამუშავების ტექნოლოგია (გარემოსდაცვითი კვალის შემცირება)
2025 წელს თერმოელექტრული გაგრილების ტექნოლოგია „ნიშური და ზუსტი ტემპერატურის კონტროლიდან“ „ეფექტურ და ფართომასშტაბიან გამოყენებაზე“ გადადის. მასალათმცოდნეობის, მიკრო-ნანო დამუშავებისა და ინტელექტუალური კონტროლის ინტეგრაციით, მისი სტრატეგიული ღირებულება ისეთ სფეროებში, როგორიცაა ნულოვანი ნახშირბადის მაცივრები, მაღალი საიმედოობის ელექტრონული სითბოს გაფრქვევა და ტემპერატურის კონტროლი სპეციალურ გარემოში, სულ უფრო თვალსაჩინო ხდება.
TES2-0901T125 სპეციფიკაცია
Imax: 1A
Umax: 0.85-0.9V
Qmax: 0.4 W
დელტა T max:>90 C
ზომა: ძირის ზომა: 4.4×4.4 მმ, ზედა ზომა 2.5X2.5 მმ,
სიმაღლე: 3.49 მმ.
TES1-04903T200 სპეციფიკაცია
ცხელი მხარის ტემპერატურა 25 გრადუსია,
Imax: 3A
Umax: 5.8 V
Qmax: 10 W
დელტა T max: > 64 C
ACR: 1.60 Ohm
ზომა: 12x12x2.37 მმ
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 8 დეკემბერი
