鉅大LARGE | 點擊量:759次 | 2018年10月28日
溫差電池電子密度金屬材料的分析
核心提示:溫差電池,就是利用溫度差異,使熱能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。溫差電池的材料一般有金屬和半導(dǎo)體兩種。用金屬制成的電池賽貝克效應(yīng)較小,常用于測量溫度、輻射強(qiáng)度等。這種電池一般把若干個溫差電偶串聯(lián)起來,把其中一頭暴露于熱源,另一個接點固定在一個特定溫度環(huán)境中,這樣產(chǎn)生的電動勢等于各個電偶之和,再根據(jù)測量的電動勢換算成溫度或強(qiáng)度。例如,我們在日常生活中常用它來測量冶煉及熱處理爐的高溫。
由于不同的金屬材料所具有的自由電子密度不同,當(dāng)兩種不同的金屬導(dǎo)體接觸時,在接觸面上就會發(fā)生電子擴(kuò)散。電子的擴(kuò)散速率與兩導(dǎo)體的電子密度有關(guān)并和接觸區(qū)的溫度成正比。
設(shè)導(dǎo)體A和B的自由電子密度為NA和NB,且有NA>NB,電子擴(kuò)散的結(jié)果使導(dǎo)體A失去電子而帶正電,導(dǎo)體B則因獲得電子而帶負(fù)電,在接觸面形成電場。這個電場阻礙了電子繼續(xù)擴(kuò)散,達(dá)到動態(tài)平衡時,在接觸區(qū)形成一個穩(wěn)定的電位差,即接觸電勢。
美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn),鯊魚鼻子里的一種膠體能把海水溫度的變化轉(zhuǎn)換成電信號,傳送給神經(jīng)細(xì)胞,使鯊魚能夠感知細(xì)微的溫度變化,從而準(zhǔn)確地找到食物____科學(xué)家猜測,其他動物體內(nèi)也可能存在類似的膠體.這種因溫差而產(chǎn)生電流的性質(zhì)與半導(dǎo)體材料的熱電效應(yīng)類似,人工合成這種膠體,有望在微電子工業(yè)領(lǐng)域獲得應(yīng)用。
美國舊金山大學(xué)的一位科學(xué)家在1月30日出版的英國《自然》雜志上報告說,他從鯊魚鼻子的皮膚小孔里提取了一種與普通明膠相似的膠體,發(fā)現(xiàn)它對溫度非常敏感,0.1℃的溫度變化都會使它產(chǎn)生明顯的電壓變化。
鯊魚鼻子的皮膚小孔布滿了對電流非常敏感的神經(jīng)細(xì)胞.海水的溫度變化使膠體內(nèi)產(chǎn)生電流,刺激神經(jīng),使鯊魚感知到溫度差異.科學(xué)家認(rèn)為,借助這種膠體,鯊魚能感知到0.001℃的溫度變化,這有利于它們在海水中覓食。
哺乳動物靠細(xì)胞表面的離子通道感知溫度:外界溫度變化導(dǎo)致帶電的離子進(jìn)出通道,產(chǎn)生電流,刺激神經(jīng),從而使動物感知冷暖.與哺乳動物的這種方式不同,鯊魚利用膠體,不需要離子通道也能感知溫度變化。
上一篇:什么是溫差電池
下一篇:電池出故障的正確處理方法