专利名称：：利用热电效应和两种化学反应即分别用于产生和耗散热的放热化学反应和吸热化学反应...的制作方法
技术领域：
：本发明涉及基于热电效应的发电机，其至少包括-热源，其为放热化学反应的中心并且包括用于向所述放热化学反应供应至少ー种反应物的装置，-散热器，其为吸热化学反应的中心并且包括用于排出所述吸热化学反应的至少ー种产物的装置，-和提供有分别与所述热源和所述散热器接触的至少两个区域的热电转换器。本发明还涉及用于实现这样的基于热电效应的发电机的方法。本发明还涉及用于制造这样的发电机的方法。
背景技术：
：目前，进行了用于开发可运输的(transportable)发电机的巨大努力。制造可运输的发电机的可能方式之ー在于使用热电转换器，S卩，基于热能通过塞贝克效应转换为电能的原理的操作设备。特别地，如图I中所示，这样的转换器I含有由一系列若干个电串联且热并联的热电偶形成的模块。各热电偶具体地由热电元件2a和热电元件2b构成，热电元件2a由具有正的塞贝克系数的导电或半导电材料形成，热电元件2b由具有负的塞贝克系数的导电或半导电材料形成。热电元件2a和2b通过由导电材料形成的结3a(热侧结)或3b(冷侧结)成双地彼此连接，以获得所述热电元件的串联电连接。此外，组成所述模块的热电元件2a和2b并联热连接以优化从所述模块的第一面4a朝向其第二面4b通过其的热通量以及其电阻(由于从面4a朝向面4b的热梯度(AT=Te-Tf)的施加导致)。这样的热通量然后涉及载流子的位移和由此导致的电流I的出现。具体地，当热电元件2a和2b分别具有正的塞贝克系数(记为S2a)和负的塞贝克系数(S2b)时，它们的塞贝克系数彼此相加且所述模块的电势差V具有下式V=NX(S2b-S2a)XΔΤ=NXSnpXΔΤ其中-N对应于模块中的热电元件2a和2b对的数目，-ΔT对应于施加在热电转换器的两个面4a和4b(也称作所述转换器的热区域和冷区域)之间的热梯度(Te-Tf),和-Snp对应于热电元件2a和2b之间的差分(differential)塞贝克系数。对于等于所述转换器的内阻rint的电阻性负荷(resistivecharge),由这样的热电转换器输出的最大功率具有下式(I)权利要求1.基于热电效应的发电机，其至少包括-热源(5)，其为放热化学反应的中心并且包括用于向所述放热化学反应供应至少一种反应物的装置(7)，-散热器(6)，其为吸热化学反应的中心并且包括用于排出所述吸热化学反应的至少一种产物的装置(11)，-和提供有分别与所述热源(5)和所述散热器(6)接触的至少两个区域(4a，4b)的热电转换器(I)，所述发电机的特征在于所述用于供应所述热源的装置(7)连接至所述用于对所述散热器进行排出的装置(11)，所述吸热化学反应的所述产物形成所述放热化学反应的所述反应物。2.根据权利要求I的发电机，其特征在于所述热源(5)和所述散热器(6)分别由至少第一和第二循环通道形成。3.根据权利要求2的发电机，其特征在于所述第一和第二循环通道具有平行的纵轴且所述热电转换器(I)介于所述第一和第二循环通道之间。4.根据权利要求3的发电机，其特征在于所述第一和第二循环通道具有螺旋形构造。5.根据权利要求2-4中任一项的发电机，其特征在于所述第一和第二循环通道各自由包括内表面的壁定界限，所述内表面提供有用于分别与所述第一或第二循环通道有关的吸热或放热化学反应的催化涂层。6.根据权利要求1-4中任一项的发电机，其特征在于所述散热器(6)包括覆盖有用于所述吸热化学反应的催化涂层的包括多个孔的多孔薄膜。7.根据权利要求1-6中任一项的发电机，其特征在于其包括连接至所述用于对所述散热器(6)进行排出的装置(11)的燃料电池(12)。8.根据权利要求1-7中任一项的发电机，其特征在于所述热电转换器(I)被以热方式定尺度以遵循下面的式子^传导=小冷_小塞贝克冷_小焦耳小传导=小热_小塞贝克热+小焦耳其中Φ为从第一区域到第二区域通过所述热电转换器的热通量，-Φ&和Φ^为分别被所述吸热化学反应和所述放热化学反应吸收的热通量，^为分别在与所述热源接触的区域(4a)中和在与所述散热器接触的区域(4b)中的塞贝克热通量，和-Φ胃￥为所述热电转换器中通过焦耳效应产生的热通量。9.根据权利要求1-8中任一项的发电机，其特征在于所述热电转换器(I)包括至少两种不同的热电元件对。10.用于实现根据权利要求1-9中任一项的基于热电效应的发电机的方法，其特征在于形成所述放热化学反应的所述反应物的所述吸热化学反应的所述产物为氢气。11.根据权利要求10的方法，其特征在于所述放热化学反应为氢气的催化燃烧反应且所述吸热化学反应为催化重整反应。12.根据权利要求11的方法，其特征在于所述催化重整反应由甲醇和水使用选自铜、锌、铝、锆和钯的催化剂进行。13.根据权利要求12的方法，其特征在于在所述热电转换器(I)的所述两个区域(4a，4b)之间保持高于200°C的热梯度(AT)。14.根据权利要求13的方法，其特征在于当所述热源(5)和所述散热器(6)分别由具有平行的纵轴的第一和第二循环通道形成时，第一和第二反应混合物按照相反的方向分别循环通过所述第一和第二循环通道。15.制造根据权利要求1-9中任一项的基于热电效应的发电机的方法,其特征在于其通过至少一个粉末注射模塑，特别是纳米尺寸的粉末注射模塑步骤获得。全文摘要本发明涉及利用热电效应的发电机，其至少包括一个热源(5)、散热器(6)和提供有分别与热源(5)和散热器(6)接触的至少两个区域(4a，4b)的热电转换器(1)。热源(5)容纳放热化学反应例如氢气的催化燃烧。散热器(6)容纳吸热化学反应，所述吸热化学反应的至少一种产物构成所述放热化学反应的反应物之一。一旦所述产物通过散热器(6)产生，其便被送向热源(5)的输入端(7)以在那里反应。所述吸热化学反应特别地为甲醇蒸汽重整反应。文档编号H01L35/30GK102668145SQ201080052201公开日2012年9月12日申请日期2010年11月16日优先权日2009年11月18日发明者J-A.格鲁斯,M.普里森尼尔,P.考罗内尔,T.卡洛夫申请人:原子能和代替能源委员会