열전 발전기

Thermoelectric generator
열전 효과
Thermoelectric Seebeck power module.jpg
원칙
적용들

제벡 발전기라고도 불리는 열전 발전기는 제벡[1] 효과(열전 효과의 한 형태)라고 불리는 현상을 통해 열 플럭스(온도 차이)를 직접 전기에너지로 변환하는 고체 소자이다.열전 발전기는 열 엔진과 같은 기능을 하지만 부피가 작고 움직이는 부품이 없다.그러나 TEG는 일반적으로 더 비싸고 [2]효율이 떨어집니다.

열전 발전기는 발전소에서 폐열을 추가 전력으로 변환하는 데 사용되고 자동차에서는 연료 효율을 높이기 위해 자동차 열전 발전기(ATG)로 사용될 수 있다.방사성 동위원소 열전 발전기는 방사성 동위원소를 사용하여 동력 공간 [2]탐침에 필요한 온도차를 발생시킵니다.

역사

1821년 토마스 요한 시벡은 두 개의 다른 도체 사이에 형성된 열 구배가 [3][4]전기를 생산할 수 있다는 것을 재발견했다.열전 효과의 핵심은 전도성 재료의 온도 기울기가 열류를 초래하고, 이로 인해 전하 캐리어가 확산된다는 사실입니다.고온 영역과 저온 영역 간의 전하 캐리어의 흐름은 전압 차이를 생성합니다.1834년, Jean Charles Athanase Peltier는 두 개의 다른 도체의 접합부를 통해 전류를 흐르게 하면 전류가 히터 또는 [5]냉각기로 작용할 수 있다는 역효과를 발견했습니다.

건설

철선과 구리선으로 만들어진 열가공체에서의 제벡 효과

열전 발전기는 열전 재료, 열전 모듈 및 [6]열원과 연결되는 열전 시스템의 세 가지 주요 요소로 구성됩니다.

열전 재료

주요 기사:열전 재료

열전소재는 온도차를 전압으로 변환해 열에서 직접 전력을 생산한다.이러한 재료는 높은 전기 전도율(θ)과 낮은 열 전도율(θ)을 모두 가져야 열전성 재료가 된다.열전도율이 낮기 때문에 한쪽이 뜨거워져도 다른 한쪽이 차갑게 유지되기 때문에 온도 변화 시 큰 전압을 발생시킬 수 있습니다.해당 물질 전체의 온도 차이에 대한 전자 흐름의 크기 측정은 제벡 계수(S)에 의해 주어진다.열전력을 생산하기 위한 특정 물질의 효율은 단순히 "merit" zT = SµT2/m2로 추정됩니다.

오랫동안 열전도율이 낮고 역률도 높은 것으로 알려진 3대 반도체는 텔루화 비스무트(BiTe23), 텔루화 납(PbTe), 게르마늄(SiGe)이었다.이 재료들 중 일부는 [citation needed]다소 희귀한 요소들을 가지고 있어서 비싸게 만듭니다.

오늘날, 나노 기술을 사용하여 반도체의 높은 전기적 특성에 영향을 미치지 않고 열전도율을 낮출 수 있습니다.벌크 반도체 재료에 입자, 와이어 또는 인터페이스와 같은 나노 크기의 특징을 만들어 낼 수 있습니다.그러나 나노물질의 제조공정은 여전히 어렵다.

열전 발생기로 구성된 서로 다른 시벡 계수(p-도프 및 n-도프 반도체)의 재료로 구성된 열전 회로.

열전적 이점

열전 발전기는 연료나 냉각에 유체가 필요 없는 전고체 소자이므로 [7]무중력 또는 심해에서 사용할 수 있는 방향 의존성이 없습니다.솔리드 스테이트 설계는 가혹한 환경에서의 조작을 가능하게 합니다.열전 발전기에는 장시간 유지보수가 필요 없는 보다 안정적인 장치를 생산하는 가동 부품이 없습니다.내구성과 환경 안정성은 열전자를 NASA의 깊은 우주 탐험가들이 가장 선호하는 [8]분야로 만들었다.이러한 특수 용도 이외의 열전 발전기의 주요 장점 중 하나는 폐열로부터 [9]사용 가능한 전력을 생산함으로써 효율성을 높이고 환경에 미치는 영향을 줄이기 위해 기존 기술에 잠재적으로 통합될 수 있다는 것입니다.

열전 모듈

열전 모듈은 열에서 직접 전기를 발생시키는 열전 재료를 포함하는 회로입니다.열전 모듈은 끝부분이 결합된 두 개의 서로 다른 열전 재료로 구성됩니다. 즉, n형(음전하 캐리어 포함)과 p형(양전하 캐리어 포함) 반도체입니다.재료의 끝단 사이에 온도 차이가 있을 경우 회로에 직류가 흐릅니다.일반적으로 전류 크기는 온도 차이에 정비례합니다.

여기서 {는 국소 전도율, S는 국소 재료의 특성인 Seebeck 계수(일명 서모파워), T T는 온도 구배입니다.

응용 분야에서, 발전의 열전 모듈은 매우 어려운 기계적 및 열적 조건에서 작동합니다.모듈은 매우 높은 온도 구배에서 작동하기 때문에 오랜 시간 동안 열로 인한 큰 응력과 변형에 노출됩니다.또한 많은 수의 열 사이클로 인해 기계적 피로가 발생합니다.

따라서 접합부와 재료는 이러한 힘든 기계적 및 열적 조건에서도 살아남을 수 있도록 선택해야 합니다.또한 모듈은 두 개의 열전 물질이 열적으로 평행하지만 전기적으로 직렬이 되도록 설계되어야 합니다.열전 모듈의 효율은 설계의 기하학적 구조에 의해 크게 영향을 받습니다.

열전 설계

열전 발전기는 여러 개의 열전체로 구성되며, 각각은 연결된 n형 및 p형 재료로 구성된 여러 개의 열전대로 구성됩니다.열전대 배열은 일반적으로 평면, 수직 및 혼합의 세 가지 주요 설계로 이루어집니다.평면 설계에서는 열원과 냉각면 사이의 기판에 수평으로 배치된 열전대를 사용하여 열전대를 더 길고 얇은 열전대를 만들 수 있으며, 그 결과 열저항과 온도구배가 증가하여 최종적으로 전압출력이 증가합니다.수직 설계에는 열전대가 열전판과 냉각판 사이에 수직으로 배치되어 있어 높은 출력 전압뿐만 아니라 열전대의 집적도가 높아져 상업적으로 가장 널리 사용되는 설계입니다.혼합 설계에는 열전대가 기판 위에 가로로 배치되어 있으며, 열전류는 플레이트 간에 수직입니다.장치의 뜨거운 접점 아래에 있는 마이크로 캐비티는 온도 구배를 허용하며, 기판의 열 전도율이 장치의 [10]구배와 효율에 영향을 미칩니다.

마이크로 전자기계 시스템의 경우, TEG는 박막 [11]형태로 체열을 사용할 수 있도록 핸드헬드 디바이스의 스케일로 설계할 수 있습니다.웨어러블 전자제품용 플렉시블 TEG는 적층 제조 또는 열분사 공정을 통해 새로운 폴리머로 제작할 수 있습니다.차량 배기관으로부터의 열을 사용하기 위한 원통형 TEG는 실린더 [12]내에 배치된 원형 열전대를 사용하여 만들 수도 있다.TEG를 적용하는 디바이스에는 많은 설계를 할 수 있습니다.

열전계

열전 모듈을 사용하여 열전 시스템은 뜨거운 배기 연도 등의 소스에서 열을 흡수하여 전력을 생산합니다.시스템을 작동시키려면 온도 구배가 커야 합니다.실제 어플리케이션에서는 이 구배가 쉽지 않습니다.차가운 쪽은 공기나 물로 식혀야 합니다.이 난방 및 냉방을 위해 모듈 양쪽에 열 교환기가 사용됩니다.

고온에서 작동하는 신뢰할 수 있는 TEG 시스템을 설계하는 데는 많은 과제가 있습니다.시스템에서 높은 효율성을 달성하려면 모듈을 통과하는 열 흐름 간의 균형을 맞추고 모듈 전체의 온도 구배를 최대화하기 위한 광범위한 엔지니어링 설계가 필요합니다.이를 위해 시스템의 열교환기 기술을 설계하는 것은 TEG 엔지니어링의 가장 중요한 측면 중 하나입니다.또한 시스템은 여러 곳의 재료 간 계면으로 인한 열 손실을 최소화해야 합니다.또 다른 어려운 제약사항은 난방과 냉각 소스 사이의 큰 압력 강하를 피하는 것입니다.

AC 전원이 필요한 경우(예를 들어 AC 주전원에서 동작하도록 설계된 기기에 전력을 공급하기 위해), TE 모듈로부터의 DC 전원을 인버터를 통과시켜야 합니다.이로 인해 효율이 저하되고 시스템의 비용과 복잡성이 증가합니다.

TEG용 재료

지금까지 알려진 몇 가지 물질만이 열전 물질로 확인되었습니다.오늘날 대부분의 열전 재료는 상온에서 텔루르화 비스무트(BiTe23) 및 텔루르화 납(PbTe) 500–700K와 같이 가치 수치인 zT를 가지고 있습니다.그러나 다른 발전 시스템과 경쟁하려면 TEG 재료의 zT가 2-3이어야 합니다.열전 재료에 대한 대부분의 연구는 특히 열전 재료의 나노 구조를 조작함으로써 제벡 계수(S)를 높이고 열전도율을 낮추는 데 초점을 맞추고 있습니다.열전도율과 전기전도율 모두 전하 캐리어와 상관관계가 있기 때문에 필요에 [13]따라 높은 전기전도율과 낮은 열전도율 사이의 모순을 완화하기 위해 새로운 수단을 도입해야 합니다.

열전 발전 재료를 선택할 때, 다른 여러 요소들을 고려해야 합니다.작동 중에는 열전 발전기의 온도 구배가 큰 것이 이상적입니다.그러면 열팽창으로 인해 장치에 응력이 발생하여 열전 다리의 골절이나 커플링 재료로부터의 분리가 발생할 수 있습니다.재료의 기계적 특성을 고려해야 하며 n 및 p형 재료의 열팽창 계수가 합리적으로 일치해야 한다.세그먼트 열전 발전기에서 재료의[14] 호환성은 세그먼트 층 간 확산 열전류에 대한 전류 비율로 정의된 상대 전류의 호환성을 방지하기 위해 검토되어야 한다.

재료의 호환성 요소는 다음과 같이 정의됩니다.

[15]

세그먼트간에 호환성 팩터가 약 2배 이상 다른 경우, 디바이스는 효율적으로 동작하지 않습니다.(zT뿐만 아니라)를 결정하는 재료 파라미터는 온도에 따라 달라지기 때문에 호환성 계수는 한 세그먼트에서라도 장치의 뜨거운 쪽에서 차가운 쪽으로 변경될 수 있습니다.이 동작은 자기 호환성이라고 불리며, 고온 어플리케이션용으로 설계된 디바이스에서 중요해질 수 있습니다.

일반적으로 열전 재료는 기존 재료와 새로운 재료로 분류할 수 있습니다.

종래의 재료

오늘날 많은 TEG 소재가 상용 애플리케이션에 사용되고 있습니다.이러한 재료는 작동 온도 범위에 따라 세 가지 그룹으로 나눌 수 있습니다.

  1. 저온 재료(최대 450K):비스무트(Bi)에 기초한 합금으로 안티몬(Sb), 텔루(Te) 또는 셀레늄(Se)과 조합한다.
  2. 중간 온도(최대 850 K): 납 합금에 기초한 재료(Pb) 등
  3. 최고 온도 재료(최대 1300K): 실리콘-게르마늄(SiGe) [16]합금으로 제조된 재료.

이러한 재료들은 여전히 열전 발전에서 상업적이고 실용적인 응용을 위한 초석으로 남아 있지만, 열전 성능이 향상된 새로운 재료를 합성하고 재료 구조를 제작하는 데 있어 상당한 발전이 이루어졌습니다.최근 연구는 격자 열 전도율을 [13]감소시킴으로써 재료의 자질(zT)을 개선하고 변환 효율을 개선하는 데 초점을 맞추고 있습니다.

신소재

플렉시블 PEDOT의 양면을 잡아 발전:PSS 열전 소자
PEDOT: 장갑에 내장된 PSS 기반 모델로 체열에 의한 발전

연구진은 자릿수 zT를 개선해 새로운 발전용 열전소재를 개발하려 하고 있다.예를 들어 반도체 화합물 δ-ZnSb는43 열전도율이 매우 낮고 670K의 온도에서 최대 zT가 1.3이다.이 재료는 진공에서도 이 온도까지 비교적 저렴하고 안정적이며, BiTe와 PbTe를 [13]기반으로23 한 재료의 온도 범위에서 좋은 대안이 될 수 있습니다.열전 재료의 가장 흥미로운 발전 중 하나는 단결정 주석 셀레나이드 개발로 [17]한 방향으로 2.6의 zT를 발생시켰다.다른 관심 있는 새로운 물질로는 스커트루다이트, 테트라헤이드라이트, 덜컹거리는 이온 [citation needed]결정 등이 있습니다.

실적 개선과 더불어 전력 생산량 증가, 비용 절감, 친환경 소재 개발 등을 통한 신소재 개발에도 주력하고 있다.예를 들어 폐열 회수 등 연료비가 낮거나 거의 비어 있는 경우 와트당 비용은 단위 면적당 출력과 작동 기간에 의해서만 결정됩니다.그 결과, 변환 효율이 아닌 출력량이 높은 소재를 찾기 시작했습니다.예를 들어 희토류 화합물3 YbAl은 소량이지만 출력은 다른 재료의 2배 이상이며 폐열원의 [13]온도범위에서 동작할 수 있다.

신규 처리

메리트 수치(zT)를 높이려면 재료의 열전도율을 최소화하고 전기전도율 및 시벡 계수를 최대화해야 합니다.대부분의 경우, 한 속성을 증가시키거나 감소시키는 방법은 상호의존성 때문에 다른 속성에 동일한 영향을 미칩니다.새로운 처리기술은 동시에 증가하는 [18]전자의 산란으로부터 전기전도율에 대한 전형적인 부정적인 영향을 받지 않고 선택적으로 격자열전도율을 감소시키기 위해 서로 다른 포논 주파수의 산란을 이용한다.비스무트 안티몬 텔루 3원계에서는 액상소결로 [19]전자에 큰 산란 효과가 없는 저에너지 반밀착성 입자 경계를 생성한다.돌파구는 소결 공정에서 액체에 압력을 가함으로써 Te 농후 액체의 일시적인 흐름을 생성하고 격자 전도율을 크게 [19]감소시키는 전위 형성을 용이하게 합니다.격자 전도도를 선택적으로 감소시킬 수 있는 능력은 보고된 zT 값 1.86으로, zT ~ 0.3~0.[20]6인 현재 상용 열전 발전기에 비해 크게 향상되었습니다.이러한 개선은 열전 응용 분야를 위한 새로운 재료의 개발 외에도 마이크로 구조를 설계하기 위해 다른 가공 기술을 사용하는 것이 실행 가능하고 가치 있는 노력이라는 사실을 강조합니다.실제로 구성과 [21]미세구조를 모두 최적화하기 위해 작업하는 것이 합리적인 경우가 많습니다.

효율성.

TEG의 일반적인 효율은 약 5~8%입니다.오래된 장치들은 이중 금속 접합부를 사용했고 부피가 컸다.보다 최근의 장치에서는 온도에 따라 비스무트 텔루라이드(BiTe23), 납 텔루라이드([22]PbTe), 칼슘 망간 산화물(CaMnO238)[23][24] 또는 [25]이들의 조합으로 만들어진 고도로 도핑된 반도체를 사용한다.이것들은 솔리드 스테이트 디바이스이며, 다이나모와는 달리 팬이나 펌프를 제외하고 가동 부품이 없습니다.

사용하다

열전 발전기(TEG)는 다양한 용도로 사용됩니다.열전 발전기는 종종 저출력 원격 애플리케이션이나 스털링 엔진과 같은 더 부피가 크지만 더 효율적인 열 엔진이 가능하지 않은 곳에 사용됩니다.열 엔진과 달리 일반적으로 열에서 전기로의 에너지 변환을 수행하는 데 사용되는 솔리드 스테이트 전기 부품에는 움직이는 부품이 없습니다.열에서 전기로의 에너지 변환은 유지보수가 필요 없고 본질적으로 신뢰성이 높으며 수명이 긴 발전기를 구축하는 데 사용할 수 있습니다.따라서 열전 발전기는 산꼭대기, 진공 공간 또는 심해와 같이 사람이 살지 않거나 접근할 수 없는 원격 위치에서 낮은 전력 요구량을 가진 기기에 매우 적합합니다.

열전 발전기의 주요 용도는 다음과 같습니다.

  • 화성 큐리오시티 탐사선을 포함한 우주 탐사선은 열원이 방사성 원소인 방사성 동위원소 열전 발전기를 이용해 전기를 생산한다.
  • 폐열 회수모든 인간의 활동, 운송 및 산업 과정은 폐열을 발생시켜 자동차, 항공기, 선박, 산업 및 [1]인체에서 잔류 에너지를 수집할 수 있습니다.자동차에서 나오는 주요 에너지원은 [26]배기가스입니다.열전 발전기를 사용하여 그 열에너지를 수집하면 자동차의 연비를 높일 수 있다.열전 발전기는 자동차의 교류 발전기를 대체하기 위해 조사되어 연료 소비량이 3.45% 감소하여 [27]연간 수십억 달러를 절약하는 것으로 나타났습니다.향후 개선 전망은 하이브리드 [28]차량의 주행거리 최대 10% 증가입니다.디젤 [29]엔진보다는 가솔린 엔진의 잠재적 에너지 절약량이 더 높을 수 있다고 언급되어 있습니다.자세한 내용은 다음 문서를 참조하십시오.자동차용 열전 발전기.항공기의 경우 엔진 노즐이 에너지를 회수하기에 가장 적합한 곳으로 확인되었지만 엔진 베어링의 열과 항공기 표면에 존재하는 온도 구배도 또한 제안되었다.[1]
  • 태양 전지는 방사선의 고주파 부분만 사용하는 반면, 저주파 열 에너지는 낭비된다.태양전지와 병렬 또는 캐스케이드 구성의 열전 소자 사용에 관한 몇 가지 특허가 [1][30]출원되었다.그 아이디어는 태양 복사를 유용한 전기로 변환하기 위해 결합된 태양/열전 시스템의 효율성을 증가시키는 것이다.
  • 열전 발전기는 주로 무인 현장의 원격 및 오프 그리드 발전기로 사용됩니다.가동 부품이 없고(따라서 사실상 유지보수가 필요 없음), 밤낮으로 작업하며, 모든 날씨 조건에서 작동하며, 배터리 백업 없이 작동할 수 있기 때문에 이러한 상황에서 가장 신뢰할 수 있는 발전기입니다.태양광 발전 시스템은 멀리 떨어진 현장에서도 구현되지만 태양 광선은 태양 복사가 낮은 지역, 즉 눈이 오거나 햇빛이 들지 않는 고위도 지역, 구름이나 나무 덮개가 많은 지역, 먼지가 많은 사막, 숲 등에 적합한 솔루션이 아닐 수 있다.열전 발전기는 가스 파이프라인에 일반적으로 사용되며, 예를 들어 음극방식, 무선통신 및 원격측정 등에 사용됩니다.최대 5kW의 전력을 소비하는 가스 파이프라인에서는 열 발생기가 다른 전원보다 선호됩니다.가스관용 발전기 제조업체는 Gentherm Global Power Technologies(구 Global Therm Electric)(캐나다 칼가리)와 TELGEN(러시아)이다.
  • 마이크로프로세서는 폐열을 발생시킨다.연구자들은 그 에너지 중 일부가 [31]재활용될 수 있을지에 대해 생각해 왔다.(다만, 발생할 가능성이 있는 문제에 대해서는, 이하를 참조해 주세요).
  • 열전 발전기는 또한 독립형 태양 열전지로 조사되었다.열전 발전기의 집적화는 4.[32]6%의 효율로 태양열 전지에 직접 통합되었다.
  • 메릴랜드주 볼티모어에 있는 해양응용물리학사는 열수분출구, 고온침출구 또는 드릴로 뚫린 지열정에서 방출되는 차가운 바닷물과 뜨거운 유체의 온도차를 이용해 심해 해저에서 전력을 생산하는 열전발전기를 개발하고 있다.해저 전력의 신뢰성 높은 원천은 지질, 환경, 해양 과학, 해저 광물 및 에너지 개발자와 군이 사용하는 해양 관측소와 센서에 필요합니다.최근 연구에 따르면 대규모 에너지 발전소를 위한 심해 열전 발전기도 [33]경제성이 있는 것으로 나타났다.
  • 비록 그 발명가는 LED조명의 밝기 wi경쟁이 아니라는 사실을 인정하 앤 Makosinski 브리티시 콜롬비아, 캐나다에서 기기는 충분한 전기 또는 모바일 장치를 충전 하는 LED조명에 전력을 공급할 창출되는 열(인간 hand,[34]에서 이마 그리고 뜨거운 beverage[35])을 수확하는 펠티에 타일을 이용해서 개발되고 있다.그 찾았다고시판되고 있습니다.[36]
  • 열전 발전기는 스토브 선풍기에 사용된다.그것들은 나무나 석탄을 태우는 난로 위에 올려진다.TEG는 2개의 히트싱크 사이에 끼여 있으며 온도차이로 인해 실내로 스토브의 열이 순환하는 데 도움이 되는 느린 팬에 전력이 공급됩니다.

실제적인 제한

저효율과 비교적 높은 비용 외에도, 열전 소자를 특정 유형의 애플리케이션에서 사용할 때 현실적인 문제가 존재하며, 이는 상대적으로 높은 전기 출력 저항과 상대적으로 낮은 열전도율로 인해 열 제거가 중요한 애플리케이션에 적합하지 않습니다.마이크로프로세서등의 전기 디바이스로부터의 열제거와 같이.

  • 높은 제너레이터 출력 저항:디지털 전기 장치에 필요한 범위의 전압 출력 레벨을 얻기 위해 일반적인 방법은 발전기 모듈 내에 많은 열전 소자를 직렬로 배치하는 것입니다.소자의 전압은 증가하지만 출력 저항도 증가합니다.최대 전력 전달 정리에 따라 소스와 부하 저항이 동일하게 일치할 때 최대 전력이 부하에 공급됩니다.제로 옴에 가까운 저임피던스 로드의 경우 제너레이터 저항이 상승하면 로드에 공급되는 전력이 감소합니다.출력 저항을 낮추기 위해 일부 상용 장치에서는 개별 소자를 병렬로 더 많이 배치하고 직렬로 더 적게 배치하고 부스트 조절기를 사용하여 로드에 필요한 전압으로 전압을 높입니다.
  • 낮은 열전도율:디지털 마이크로프로세서 등의 열원으로부터 열에너지를 운반하려면 매우 높은 열전도율이 필요하기 때문에 열전 발전기의 열전도율이 낮기 때문에 열회수에 적합하지 않습니다.
  • 공기로 냉간측 열 제거:자동차의 크랭크케이스에서 열에너지를 수집할 때처럼 공랭식 열전 애플리케이션에서 많은 양의 열에너지가 외부 공기로 방출되어야 하는 것은 중대한 과제입니다.열전 발전기의 냉각 측 온도가 상승함에 따라 장치의 차동 작업 온도가 감소합니다.온도가 상승하면 장치의 전기 저항이 증가하여 기생 제너레이터 자체 발열이 증가합니다.자동차 용도에서는 냉각수를 순환시키기 위해 전기 워터 펌프를 사용하면 총 제너레이터 출력 전력에 기생적 손실이 발생하지만 열 제거를 위해 보조 라디에이터가 사용되는 경우가 있습니다.선내 모터의 핫 크랭크케이스에서 열전력을 발생시킬 때처럼 열전 발전기의 냉방을 수냉하는 것은 이러한 단점을 겪지 않습니다.물은 공기에 비해 효과적으로 사용하기 훨씬 쉬운 냉각수입니다.

미래 시장

TEG 기술은 수십 년 동안 군사 및 항공우주 분야에서 사용되어 왔지만, 새로운 TE[37] 재료와 시스템은 저온 또는 고온의 폐열을 사용하여 전력을 생산하기 위해 개발되고 있으며, 이는 가까운 미래에 중요한 기회를 제공할 수 있습니다.또한 이러한 시스템은 규모에 구애받지 않고 확장할 수 있으며 운영 및 유지 보수 비용도 절감됩니다.

일반적으로 TEG 기술에 대한 투자는 빠르게 증가하고 있다.2015년 세계 열전 발전 시장 규모는 3억 2천만 달러로 추산됩니다.최근 연구에 따르면 2021년에는 TEG가 14.5%의 성장률로 7억 2천만 달러에 이를 것으로 예상됩니다.현재 북미 시장은 66%의 점유율을 차지하고 있으며,[38] 앞으로도 가장 큰 시장이 될 것입니다.그러나 아시아 태평양 및 유럽 국가들은 비교적 높은 성장률을 보일 것으로 예상된다.아시아 태평양 시장은 자동차 업계의 열전 발전기의 높은 수요와 지역의 [39]산업화 증가로 인해 2015년부터 2020년까지 복합 연간 성장률(CAGR) 18.3%로 성장할 것이라는 연구 결과가 나왔다.

소형 열전 발전기 역시 충전을 줄이거나 대체하고 충전 지속 시간을 늘리기 위해 웨어러블 기술에 대한 연구 초기 단계에 있다.최근의 연구는 나일론 기판 위에 유연성이 있는 무기 열전, 은 셀레늄화물의 새로운 개발에 초점을 맞췄다.열전자는 인체에서 직접 에너지를 수집하여 자체 동력 장치를 만들어 웨어러블과 특별한 시너지 효과를 나타냅니다.한 프로젝트는 나일론 막에 n-타입의 은 셀레늄을 사용했습니다.셀렌화은 전기전도율이 높고 열전도율이 낮은 좁은 밴드갭 반도체로 열전 응용에 [40]매우 적합합니다.

저전력 TEG 또는 "sub-watt"(최대 1와트 피크 발생) 시장은 최신 기술을 활용하여 TEG 시장에서 성장하고 있습니다.주요 어플리케이션은 센서, 저전력 어플리케이션 및 보다 글로벌한 사물인터넷 어플리케이션입니다.한 전문 시장조사업체는 2014년 10만대가 출하됐으며 [41]2020년에는 연간 900만대가 출하될 것으로 예상했다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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