珀耳帖装置原理图. 在顶部和底部使用绝缘散热器，并假设连接到冷热储层, 分别. 它们是半透明的. P型和n型热电材料在电上是串联的，热上是并联的. 取决于是否有电流源或电阻器件连接到电气连接, 这可以作为珀尔帖元件或热电发电机. (来源: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Peltierelement.png)
阿尔图纳,爸爸. -地球臭氧层的损耗，什么 环境保护署 被称为我们的“防晒霜”，几十年来一直是环境问题的主要来源. 1987年，各国齐聚一堂，签署了《十大网投平台信誉排行榜》 蒙特利尔议定书, 这是一项旨在通过逐步停止生产导致臭氧消耗的多种物质来保护臭氧层的国际条约,"包括氯氟烃(CFCs), 哪些是用来制冷和供暖的. 2016年10月, 近30年后, 《信誉最好的大网投平台》的修正案专门处理氢氟碳化合物的使用问题, 它们是"超级污染，强大的温室气体，并在一定程度上取代了氯氟烃.
这些都是减少影响地球臭氧层的化学物质数量的积极步骤. 但人类仍然需要制冷, 空调及暖气, 因此，目前的任务是找到不使用危险物质的加热和冷却方法.
据科菲·阿杜说, 十大网投平台信誉排行榜阿尔图纳分校的物理学教授, 全世界的人们都在努力解决这个问题. 它很复杂. 需要的是能够加热或冷却的东西吗, 为此，科学家们正在研究所谓的“热电材料”.”
阿杜解释说，当你有“两种不同的材料,一个以空穴为主导载流子，另一个以电子为主导载流子, “你把它们放在一起，让一端冷，另一端热, 然后电流开始流动”——这就是众所周知的塞贝克效应. 和, “如果你用同样的材料，让电流穿过它, 一端变热，一端变冷”——这就是著名的珀尔帖效应. 研究人员相信，正是在这些热电材料中，他们将找到在不威胁臭氧层的情况下加热和冷却的答案.
研究人员正在寻找最有效的热电材料，这才说得通——这就是问题变得复杂的地方. “如果我们能用这种方式发电，或者用这种方式制造冰箱, 为什么我们没有呢?阿杜问. “困难在于，有三个参数决定‘价值值’:塞贝克系数, 导电性, 导热性. 这三个参数相互依赖. 当你试图改善其中一个时，其他的就开始恶化了. 你必须微调“金发姑娘区”，让它发挥作用. 我们希望通过增加价值值来找到最佳参数.”
他说:“目前，最好的绩效数字是1。. “但对于任何应用程序，我们都需要大于2或更多的东西. 目标是对参数进行微调，使价值值更高. 我们想要这样做，因为性能值与电导率的乘积和塞贝克系数的平方成正比. 我们称之为功率因数. 它与导热率成反比.
“导热性取决于两个因素:一个是由于载流子(电子)的流动和材料中原子的振动,他补充道. “当你增加电导率时，它会增加电子对导热性的贡献. 我们唯一能处理的参数是原子的振动(也就是声子). 如果我们减少声子对热导率的贡献，那就增加了优点的数字.”
这是关于减少声子的贡献和增加功率因数, 阿杜说:“几乎全世界的人都在这么做. 这个问题太复杂了. 正因为如此，很少有材料的价值值在1到2之间. 我们正在尝试设计我们的材料来增加功率，同时使用更大的原子来降低导热性. 添加更大的原子会降低导热性，因此性能值会增加.”
Adu和他的学生研究人员正在尝试使用Pb-Ge-Se -铅-锗-硒的组合来提高性能. 阿杜说:“这种材料的导热性非常低. “所以我们将这种材料添加到具有高功率因数的材料中, 形成另一个合成物. 我们采用普通材料，如硼掺杂硅锗，研究其对性能值的影响.
Brianne麦克法兰, 他现在在大学公园校区主修工业工程, 整个夏天我都在和阿杜一起研究这个问题. 她描述了自己在“掺硼硅锗”上的工作."
“我们想看看导热性，以获得它的整体热电性能,麦克法兰说. “我们能够测量功率因数，因为我们有机器(用于测量)。. 然而, 我们无法测量热导率，因为我们没有机器.”
为了研究这些材料，麦克法兰说:“我们制作了一个硅锗球团. 然后我们把它压碎，加入硼，做成另一个小球.” The crushing and mixing were completed with either a mortar and pestle or a ball mill; then the materials were pressed together with an arbor press. “压完之后，我们必须在1200°C的高温下烘烤4个小时.“这是它形成合金的温度.
“然后我们把它带到大学公园千禧科学综合大楼的材料表征实验室，测量电阻率和功率因数. 对于热电材料，你需要高导电性和低导热性. 这就是我们想要得到的. 硅锗具有高导电性，硒化铅锗具有低导热性. 阿杜教授认为，如果我们尝试将两者结合起来，我们可能会得到我们想要的性质.”
当被问及她是否喜欢这份工作时，麦克法兰说:“非常有趣. 这不是我想过或感兴趣的东西，但它实际上很酷. 我们没有得到我们想要的结果(因为我们不能做测试)，但我们看了看功率因数, 哪一个与硅相比，锗减少了，而与铅相比增加了. 铅确实影响了硅锗.”
“为什么这很重要? 冰箱和空调使用氯氟烃，”阿杜解释说. “你可以设计一种没有活动部件、不排放任何有害化学物质的冰箱. 我们也可以用它来收集电力.”
但我们的目标是让这项技术更好地发挥作用. 虽然“宝马已经在他们的汽车上做了很多工作, 在你发动汽车之前预热它,阿杜说, 在未来10到20年内，我们不会看到供暖和制冷方面的重大成果. 目前，人们将不得不满足于一些小步骤，比如酒瓶夹克可以迅速冷却葡萄酒.
