热电材料的历史沿革 天津第一热电厂的历史沿革

英文：thermoelectric material
将不同材料的导体连接起来，并通入电流，在不同导体的接触点——结点，将会吸收(或放出)热量.1834年，法国物理学家佩尔捷(J.C.A.Peltier)发现了上述热电效应.1838年，俄国物理学家楞次(L.Lenz)又做出了更具显示度的实验：用金属铋线和锑线构成结点，当电流沿某一方向流过结点时，结点上的水就会凝固成冰；如果反转电流方向，刚刚在结点上凝成的冰又会立即熔化成水.
热电效应本身是可逆的.如果把楞次实验中的直流电源换成灯泡，当我们向结点供给热量，灯泡便会亮起来.尽管当时的科学界对佩尔捷和楞次的发现十分重视，但发现并没有很快转化为应用.这是因为，金属的热电转换效率通常很低.直到20世纪50年代，一些具有优良热电转换性能的半导体材料被发现，热电技术(热电制冷和热电发电)的研究才成为一个热门课题.
在室温附近使用的半导体制冷材料以碲化铋(Bi2Te3)合金为基础.通过掺杂制成P型和N型半导体.如前所述，将一个P型柱和一个N型柱用金属板连接起来，便构成了半导体制冷器的一个基本单元，如果在结点处的电流方向是从N型柱流向P型柱，则结点将成为制冷单元的“冷头”(温度为Tc)，而与直流电源连接的两个头将是制冷单元的“热端”(温度为Th).
N型半导体的费米能级EF位于禁带的上部，P型的则位于禁带的下部.当二者连接在一起时，它们的费米能级趋于“持平”.于是，当电流从N型流向P型时(也就是空穴从N到P；电子从P到N)，载流子的能量便会升高.因此，结点作为冷头就会从Tc端吸热，产生制冷效果.
佩尔捷系数，其中是单位时间内在结点处吸收的热量，I是电流强度，Π的物理意义是，单位电荷在越过结点时的能量差.在热电材料研究中，更容易测量的一个相关参数是泽贝克(Seebeck)系数α,，其中T是温度.显然，α描述单位电荷在越过结点时的熵差.
对于制冷应用来说，初看起来，电流越大越好，佩尔捷系数(或泽贝克系数)越大越好.不幸的是，实际非本征半导体的性质决定了二者不可兼得：电流大要求电导率σ高，而σ和α都是载流子浓度的函数.随着载流子浓度的增加，σ呈上升趋势，而α则下跌，结果ασ只可能在一个特定的载流子浓度下达到最大(注：由热激活产生的电子-空穴对本征载流子，对提高热电效益不起作用).
半导体制冷单元的P型柱和N型柱，都跨接在Tc和Th之间.这就要求它们具有大的热阻.否则，将会加大Tc和Th间的漏热熵增，从而抵消从Tc端吸热同时向Th端放热的制冷效果.最终决定热电材料性能优劣的是组合参数，其中κ是材料的热导率.参数Z和温度T的乘积ZT无量纲，它在评价材料时更常用，是性能最佳的热电材料，其ZT值大约是1.0.为要使热电设备与传统的制冷或发电设备竞争，ZT值应该大于2.
Glen Slack把上述要求归纳为“电子-晶体和声子-玻璃”.也就是说，好的热电材料应该具有晶体那样的高电导和玻璃那样的低热导.在长程有序的晶体中，电子以布洛赫波的方式运动.刚性离子实点阵不会使传导电子的运动发生偏转.电阻的产生来源于电子同杂质、晶格缺陷以及热声子的碰撞.因此，在完善的晶体中σ可以很大.
半导体中的热导包含两方面的贡献：其一由载流子(假定是电子)的定向运动引起的(κe)；其二是由于声子平衡分布集团的定向运动(κp).根据维德曼-弗兰兹定律，κe∝σ.人们不可能在要求大σ的同时，还要求小的κe.减小热导的潜力在于减小κp，它与晶格的有序程度密切相关：在长程有序的晶体中，热阻只能来源于三声子倒逆(umklapp)过程和缺陷、边界散射；在非晶态玻璃结构中，晶格无序大大限制了声子的平均自由程，从而添加了对声子的散射机制.因此，“声子-玻璃”的热导率κ可以很低.
以无量纲优值系数ZT来衡量热电材料：BiSb系列适用于50—150K温区；Bi2Te3系列适用于250—500K；PbTe系列适用于500—800K;SiGe系列适用于1100—1300K.低温热电器件(T≤220K)主要用于冷却计算机芯片和红外探测器.高温热电设备可将太阳能和核能转化成电能，主用于航天探测器和海上漂浮无人监测站的供电.氟里昂制冷剂的禁用，为半导体制冷的发展提供了新的契机.1998年秋季在美国波士顿召开的材料研究学会(MRS)学术会议上，热电材料研究再一次成为讨论的热点.
Brian Sales等研究了一类新型热电材料，叫作填隙方钴矿锑化物(filled skutterudite antimonides).未填隙时，材料的化学式是CoSb3(或Co4Sb12).晶体中每个Co4Sb12结构单元包含一个尺寸较大的笼形孔洞.如果将稀土原子(例如La)填入笼形孔洞，则化学式变为LaCo4Sb12.由于La原子处于相对宽松的空间内，它的振动幅值也较大.于是，在LaCo4Sb12中，Co4Sb12刚性骨架为材料的高电导提供了基础，而稀土La在笼中的振动加强了对声子的散射——减小了材料的热导.B.Sales 的工作朝着“电子-晶体和声子-玻璃”的方向迈出了第一步.
高压(～2GPa)技术已经被用于改进热电材料的性能.如果在高压下观察到了母材料性能的改善，人们将可以通过化学掺杂的办法获得类似的结构，并将它用于常压条件下.
ZrNiSn的σ和α都很高，但它的热导率κ并不低.或许可以通过加入第4或第5组元，增强对声子的“质量涨落散射”，达到减小热导的目的.
准晶的结构复杂多变，具有“声子-玻璃”的性能.有关研究的重点是改善准晶的导电性能.
将纳米金属(Ag)嵌入导电聚合物，当电流流过这种复合材料时，可以产生大的温度梯度.对此，还没有理论上的解释.
有两种低维热电材料具有应用前景：CsBi4Te6实际上就是填隙的Bi2Te3；硒(Se)掺杂的HfTe5，在T<220K的温区，其泽贝克系数α远远超出了Bi2Te3.
此外，薄膜、人工超晶格、纳米碳管、Bi纳米线和量子阱系统、类猫眼结构等都展现出了在改进热电材料性能方面的潜力.

热电效应的历史和发展~

“温差发电将热能直接转化为电能，只有微小温差存在的情况下也能应用，是适用范围很广的绿色环保型能源——它甚至能利用人的体热，为各种便携式设备供电，真正做到„变废为宝‟。”华东理工大学机械工程学院涂善东教授、栾伟玲副教授认为，温差电技术正重新成为全球研究的热点，值得我国科学技术研究部门的重视 。就温差电技术的机理、该领域最新研究进展、进行推广应用的紧迫性和当前可能取得进展的突破点等问题，两位从事能源材料与设备技术研究的专家接受了本报记者的专访。温差发电通过热电转换材料得以实现，而检定热电转换材料的标志，在于它的三个基本效应：Peltier效应、Seebeck效应和Thomson效应。”栾伟玲副教授说，正是这三个效应，奠定了热力学中热电理论的基础，也为热电转换材料的实际应用展示了广阔前景。其中，Seebeck效应是温差发电的基础 。1821年，德国人Seebeck发现，在两种不同金属（锑与铜）构成的回路中，如果两个接头处存在温度差，其周围就会出现磁场，又通过进一步实验发现回路中存在电动势。这一效应的发现，为测温热电偶、温差发电和温差电传感器的制作奠定了基础。栾伟玲介绍，热电转换材料直接将热能转化为电能，是一种全固态能量转换方式，无需化学反应或流体介质，因而在发电过程中具有无噪音、无磨损、无介质泄漏、体积小、重量轻、移动方便、使用寿命长等优点，在军用电池、远程空间探测器、远距离通讯与导航、微电子等特殊应用领域具有“无可替代”的地位。在21世纪全球环境和能源条件恶化、燃料电池又难以进入实际应用的情况下，温差电技术更成为引人注目的研究方向 。栾伟玲描述了温差发电的工作原理说，将两种不同类型的热电转换材料N和P的一端结合并将其置于高温状态，另一端开路并给以低温时，由于高温端的热激发作用较强，空穴和电子浓度也比低温端高，在这种载流子浓度梯度的驱动下，空穴和电子向低温端扩散，从而在低温开路端形成电势差；如果将许多对P型和N型热电转换材料连接起来组成模块，就可得到足够高的电压，形成一个温差发电机 。据介绍，温差电技术研究始于20世纪40年代，于20世纪60年代达到高峰，并成功地在航天器上实现了长时发电。当时美国能源部的空间与防御动力系统办公室给出鉴定称，“温差发电已被证明为性能可靠、维修少、可在极端恶劣环境下长时间工作的动力技术”。近几年来，温差发电机不仅在军事和高科技方面，而且在民用方面也表现出了良好的应用前景 。涂善东教授介绍说，在远程空间探索方面，人们从上个世纪中叶以来不断将目标投向更远的星球、甚至是太阳系以外的远程空间，这些环境中太阳能电池很难发挥作用，而热源稳定、结构紧凑、性能可靠、寿命长的放射性同位素温差发电系统则成为理想的选择。因为一枚硬币大小的放射性同位素热源，就能提供长达20年以上的连续不断的电能，从而大大减轻了航天器的负载，这项技术已先后在阿波罗登月舱、先锋者、海盗、旅行者、伽利略和尤利西斯号宇宙飞船上得到使用 。放射性同位素发电机在军事方面的应用也不可小视。早在20世纪80年代初，美国就完成了500W～1000W军用温差发电机的研制，并于80年代末正式列入部队装备，放在深海中为美国导弹定位系统网络的组成部分——无线电信号转发系统供电。1999年，美国能源部又启动了“能源收获科学与技术项目”，研究利用温差发电模块，将士兵的体热收集起来用于电池充电 。此外，体积小、重量轻、无振动、无噪音的优点还使温差发电机非常适合用作小于5W的小功率电源，用于各种无人监视的传感器、微小短程通讯装置以及医学和生理学研究仪器——目前，相关产品已进入实用阶段。最近，基于热电转换材料的Seebeck效应，科学家还研制成功许多新型的温差电传感器，用于低温温度测量、单像素红外线和X射线探测、氢气和其他可燃气体泄漏检测等 。在最吸引人的“变废为宝”方面，由于原料费用几近为零、运行成本很低，温差发电完全可以实现与现存发电方式的商业竞争。看到这一前景，日本、美国近几年来开展了一系列低品位热和废热、余热资源的利用项目。利用热源遍及化工厂、钢铁工业、水泥工业、造纸业、石油冶炼业等行业产生的工业余热，富含有机可燃物、“资源效益”极为可观的垃圾焚烧热，在汽车尾气、冷却水、润滑油和热辐射中散失的汽车余热，太阳辐射热、海洋温差热、地热等自然热，以及其它分散热源例如沐浴剩余水的余热、家用取暖炉的散热等 。虽然温差发电已有诸多应用，但长久以来受热电转换效率和较大成本的限制，温差电技术向工业和民用产业的普及受到很大制约。虽然最近几年随着能源与环境危机的日渐突出，以及一批高性能热电转换材料的开发成功，温差电技术的研究又重新成为热点，但突破的希望还是在于转换效率的稳定提高 。栾伟玲介绍，前苏联1942年研制成功最早的温差发电机，发电效率只有1．5%～2%，目前开发的温差发电机，效率也普遍处于6%～11%之间，这大大限制其使用范围。这种情况下，通过对热电转换材料的深入研究和新材料的开发，不断提高热电性能，争取在热源不变的情况下提高电输出功率已成为温差电技术研究的核心内容 。涂善东表示，当前科技发达国家已先后将发展温差电技术列入中长期能源开发计划。其中美国倾向于军事、航天和高科技领域的应用，日本在废热利用方面居于世界领先地位，欧盟则着重小功率电源、传感器和运用纳米技术进行产品开发。我国在半导体热电制冷的理论和应用研究方面具有一定实力，但温差电研究尚处起步阶段，必须迅速加大开发力度，尽快实现温差电技术产业化，具体的突破点则可定在小型温差电传感器和工业及垃圾焚烧发电两个方面。涂善东说，随着温差电领域研究的不断深入，最近出现了许多新的概念和应用实例，包括高能量密度温差发电模块、热电共生系统、加热循环热电燃烧系统等。随着热电性能的进一步提高、制造技术的逐步成熟，人类逐渐解决能源危机，消除能源使用所带来的环境污染，将不再只是梦想 。

中国国电集团公司天津第一热电厂(以下称天津一热)始建于1937年，坐落在天津市河东区，占地面积20.4公顷。2003正式由中国国电集团公司负责生产经营管理工作并承担相应的责任。为中国国电集团公司下属内部核算单位。主要担负向京津唐地区供电和向市内河东、和平、河西、河北等区部分地段的供热任务。半个世纪以来，天津一热经过50年代至80年代扩建及供热改造，生产能力不断增强，为天津市经济建设和改善居民生活质量发挥了重要作用，并为天津乃至华北电力系统输郑了大批技术、管理人才，被誉为电力人才的摇篮，在海河之滨放射出璀璨的光芒。在企业管理和双文明建设方面，90年代先后荣获了“安全文明生产达标单位”、“无渗漏火电厂”，“二星级”，“三星级企业”等称号;2000年以来以荣获原国家电力公司首批“双文明单位标兵”称号，企业面貌发生了崭新的变化。面对新的目标、新的使命和新的挑战，具有光荣传统的一热职工，与时俱进，求真务实，开拓进取，被国电集团公司授予“先进基层党组织”，“治亏成效显著企业”等荣誉称号。一热职工将按照国电集团公司“做实、做新、做大、做强”的八字方针和发展战略，恪守“忠诚事业、忠诚集团、爱岗敬业、岗位成才”的企业价值观，不辱使命，奋发有为、励精图治，在播光洒热的事业中，再谱一热更加辉煌的历史篇章。天津一热抓管理出效益，通过部署红帆OA办公自动化系统进一步提高企业管理水平和人员素质水平，提升企业经济效益和社会效益，精神文明建设也同步提高。

谁能告诉我生物电的发展历史
答：生物电简介。生物电化学是20世纪70年代由电生物学、生物物理学、生物化学以及电化学等多门学科交叉形成的一门独立的学科。电化学是研究电子导体(或半导体材料)/离子导体(一般为电解质溶液)或离子导体/离子导体界面结构、界面变化过程与反应机理的一门科学。生命现象最基本的过程是电荷运动,生物电的起因是由于细胞膜内外...

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答：【历史沿革】1926年汉斯·布什研制了第一个磁力电子透镜。1931年厄恩斯特·卢斯卡和马克斯·克诺尔研制了第一台透视电子显微镜。展示这台显微镜时使用的还不是透视的样本，而是一个金属格。1986年卢斯卡为此获得诺贝尔物理学奖。1938年他在西门子公司研制了第一台商业电子显微镜。1934年锇酸被提议用来加强图像...

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吉林大学电子科学与工程学院的历史沿革
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电子显微镜发展历史是怎样的?
答：【历史沿革】1926年汉斯·布什研制了第一个磁力电子透镜。1931年厄恩斯特·卢斯卡和马克斯·克诺尔研制了第一台透视电子显微镜。展示这台显微镜时使用的还不是透视的样本，而是一个金属格。1986年卢斯卡为此获得诺贝尔物理学奖。1938年他在西门子公司研制了第一台商业电子显微镜。1934年锇酸被提议用来加强图像...

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答：回收锂电池的公司 回收锂电池的公司如下：1、格林美股份有限公司。公司从攻克废旧电池回收技术开始，再到攻克电子废弃物绿色处理、报废汽车整体资源化回收技术以及动力电池材料的三元"核"技术等世界技术难题，突破性解决了中国在废旧电池、电子废弃物与报废汽车等典型废弃资源绿色处理与循环利用的关键技术难点。2...

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