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来自ULSAN国家科学研究所（Unist）在韩国开发了一种热电墨水，能够使用3D打印产生动力管。
由铅（PB）和泰瑞尔（TE）组成，发电管可能构成能够从工业或汽车排气气中发电的高性能热电发生器的基础。
研究人员认为，他们的开发提供了提高燃油能源效率的一种有希望的方法，并利用3D打印作为克服与制造热电材料的常规方法相关的挑战的一种手段，例如有限的设计灵活性。
“通过这项研究，我们将能够有效地转化由烟囱（最常见的废物热源）工厂烟囱产生的热量，” Unist材料科学与工程系的Jae Sung教授说。
热电技术的兴起
由于全球人口的增加以及发展中国家的生活水平的提高，全球能源需求最近有了显着增长。根据研究论文，化石燃料来源启用了当前全球80％以上的全球能源消耗，而自然和人造环境产生的热能的一半以上只是消散到周围环境中。
为了解决这个问题，热电发电可以为废热恢复提供可靠，更环保的方法。研究人员说，热电模块应专门为有效传热的单个系统设计，同时具有简单的系统和低处理成本。但是，生产此类模块的典型制造过程无法满足这些要求，尤其是对于排气管而言。
这种实现导致Unist团队转向3D打印，他们成功地设计和生产了高性能发电的热电管，可以自定义与不同的热系统集成并允许地热调整。
3D打印热电发电机
在他们的研究期间，Unist团队利用基于挤出的3D打印过程来用于PBTE材料，并设计了带有定制PBTE“腿”的动力发电热电管。然后，他们开发了具有粘弹性的无杂质PBTE墨水，使其适合3D打印，并通过“电子掺杂”诱导墨水中颗粒中的强表面电荷。
研究人员3D将PBTE墨水打印到管状形状中，然后组装成形成自我维持的功率生成热电管。根据研究人员的说法，PBTE材料的竞争热电特性和可打印性使自由形式的3D印刷热电模块的设计超出了传统结构的限制。
管子在400至800摄氏度的温度下表现出很高的热电性能，这是汽车废气的温度范围。管形还使热电发生器在收集热量方面比传统的长方体类型更有效。
因此，可以将3D打印的热电管直接用作排气管，而热流体流动，团队声称并构成了骨架型设计的基础，这是轻质，简单的热电发电机系统。The design reportedly provides the “most effective means for heat transfer” from high-temperature fluid flow through a tube to a thermoelectric generator, as there are no thermal resistant layers between the fluid and the thermoelectric ‘legs’, such as a ceramic substrate in a conventional thermoelectric generator made of ferrous alloys.
该小组认为，他们的方法为设计高性能定制的热电模块提供了巨大的具有成本效益的处理的潜力，并且为了工业化，该技术将寻求克服由排气气体引起的腐蚀问题。用于热电材料的抗腐蚀涂料技术的开发将有助于否定这一问题，并且该领域已经有效。
Unist材料科学与工程系的Han Gi Chae教授说：“如果我们在热电材料的生产中使用3D打印技术，我们将能够克服传统材料的限制。”“为3D印刷材料提供粘弹性特性的新技术将用于其他各个部门。”
可以在标题的研究中找到更多信息：“掺杂诱导的PBTE热电油墨中的粘弹性，用于3D打印功率发电管，”发表在《高级能源材料杂志》上。这项研究由J. Lee，S。Choo，H。Ju，J。Hong，S。EunYang，F。Kim，D。HWIGU，J。Jang，G。Kim，S。Ahn，J。。
通过3D打印提高功率效率
3D打印技术也已在其他地方利用，以调节和提高一系列工业组件的热和电效率。
例如，陶瓷专家ceramtec已经测试了其新型电子操作性功率半导体模块的冷却能力，该模块与Fraunhofer IISB，旨在热调节电动汽车的驱动逆变器。据报道,模块港口热的两倍resistance of conventional heat management systems while demonstrating an increased heat transfer surface.
同时，3D系统航空公司已选择雷神技术和陆军研究实验室的CCDC发展拓扑优化的热交换器对于美国陆军，通过添加剂制造。雷电竞充值合作伙伴将设计，制造和优化能够最大化各种军队现代化产品的冷却和系统性能的组件。
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特色图片显示a）整个测量设置和b）用冷却器安装并连接到测量电子设备的TEG。图像通过Unist。
