혁신적인 반도체 제조 기술 사용 위스콘신-매디슨 전기 엔지니어 팀은 열을 전기로 직접 변환 할 수있는 새로운 유형의 장치를 개발했습니다.
혁신 (혁신)-근거리 열 예방 정부 장치는 새롭거나 효율적인 카지노 룰렛 게임 원으로 이어질 수 있습니다. 또한 시멘트 또는 철강 생산과 같은 산업 공정에서 폐 열을 수확하여 전기 생성을 가능하게 할 수 있습니다.
Eric Tervo, UW-Madison의 전기 및 컴퓨터 엔지니어링 및 기계 공학 조교수 인이 팀에는에 동료가 포함되어 있습니다.National Renewable Energy Laboratory콜로라도 주 골든. 연구원들은 자신의“대기업, 근거리 열 보 전보”에서을 설명합니다.저널에 출판 된 논문고급 재료2024 년 12 월 15 일.
“이 장치는 유지 보수, 고출력 밀도 및 확장 성을 검사합니다.”라고 Tervo는 말합니다. "매우 넓은 범위의 온도에 걸쳐 다양한 가열원과 함께 사용할 수 있습니다. 재생 카지노 룰렛 게임 또는 고전적인 화석 연료 또는 핵 시스템이든 모든 종류의 카지노 룰렛 게임 시스템에 슬롯 될 수 있습니다. 다른 유형의 열 엔진에서는 새로운 기술 및 시스템 옵션을 열어줍니다.".
오늘날의 많은 카지노 룰렛 게임는 열에서 간접적으로 발생합니다. 예를 들어 석탄, 일부 천연 가스 발전소 및 원자로는 물을 끓여 전기 생산 터빈을 돌리는 증기를 생성합니다. 그러나 이러한 프로세스는 크고 유지 보수가 많고 중앙 집중식입니다.
Thermophotovoltaics는 더 간단합니다. 그들은 적외선 방사선 (열 형태)을 직접 전기로 변환하여 태양 전지가 햇빛을 전기로 변환하는 방식과 유사한 전기로 직접 전기로 변환합니다.
ECE 대학원생 Parth Solanki (왼쪽) 및 Eric Tervo 조교수. 사진 : Joel Hallberg
현재의 최첨단 Thermophotovoltaics Harvest Far-Field 적외선 카지노 룰렛 게임라고 불리는 모든 뜨거운 물체에서 방출됩니다. 그러나 이러한 장치는 카지노 룰렛 게임 밀도가 매우 높지 않으므로 응용 프로그램이 제한되어 있음을 의미합니다.
근거리 적외선이라고 불리는 더 유망한 유형의 방사선은 더 밀도가 높지만 셀이 뜨거운 물체에 매우 가까운 경우에만 포착 할 수 있습니다. 현재이 적외선 카지노 룰렛 게임를 수확하는 것은 어려운 물리학 및 엔지니어링 문제입니다. 근거리 장비는 이미 터 층 사이에 나노 규모의 간격이 필요하므로 열을 수집하고 적외선 방사선으로, 열 예방 전 세포 자체로 제공합니다.
국가 Renewable Energy Laboratory의 Tervo와 그의 동료들은 정확한 Nanogap을 제작하는 프로세스를 개척했습니다. 이 팀은 Metalorganic Vapor Phase Epitaxy라는 재료 증착 기술을 사용하여 150 나노 미터의 반도체 재료를 이미 터에 퇴적시킨 다음 기둥의 그리드를 제외한 모든 것을 에칭했습니다.
그들이 만든 첫 번째 장치는 5 밀리미터 x 5 밀리미터에 불과하지만, 연필의 너비는 150 nm 간격으로 두 층을 쌓는 것이 완벽한 0.1 인치 간격으로 두 개의 축구장을 서로 맨 위에 두는 것과 같습니다. Tervo는“렌즈 나 작은 결함이 층 사이에 오면 작동하지 않을 것입니다.”라고 Tervo는 말합니다.
테스트에 따르면 근거리 열로 포토 폴로틱 장치는 예상대로 작동하여 원거리 적외선 카지노 룰렛 게임를 수확하기 위해 설정된 동일한 셀보다 25 배 더 많은 카지노 룰렛 게임를 생성합니다..
중요하게도, 제조 기술은 현재의 반도체 재료 및 제조 기술과 호환되므로 주요 리 툴 또는 프로세스 변경없이 쉽게 확장 할 수 있습니다..
이제 개념 증명이 있었기 때문에 Tervo와 그의 동료들은 다음 계획을 센티미터 범위로 확장하고 더 얇게 할 계획입니다. 그들은 또한 미래의 제조 비용을 줄이기 위해 실리콘 이미 터를 개발할 계획입니다.
“이 장치가 미래의 상업화의 길에 있다고 낙관적 인 Tervo는 말합니다. "하지만 층을 제거 할 수 있습니다. 기판을 더 얇게 만들 수 있습니다. 갭을 더 작게 만들 수 있습니다.
다른 UW-Madison 저자로는 Parth Solanki가 있습니다. 다른 저자에는 Jennifer Selvidge, Ryan M. France, John Goldsmith 및 National Renewable Energy Lab의 Myles A. Steiner가 있습니다.
저자는 DOE 계약 DE-AC36-08GO28308에 따라 National Renewable Energy Laboratory의 지원을 인정하고 NREL의 실험실 지시 연구 개발 (LDRD) 프로그램. 추가 지원은 위스콘신 대학교-매디슨 (University of Wisconsin-Madison)에 의해 연구 및 위스콘신 동창회 연구 재단 부총장에 의해 제공되었습니다.
상단 이미지 : UW-Madison ECE 대학원생 인 Parth Solanki는 정밀한 반도체 엔지니어링 기술을 사용하여 팀의 일원으로, 열망대 세포에서 카지노 룰렛 게임와 열 예방 적 반도체 사이에 Nanogap을 생성하여 근처에 근거리 적외선의 방사선으로부터 카지노 룰렛 게임를 활용할 수 있습니다. 사진 : Joel Hallberg.