[发明专利]用于将热能转换成电能的热电发电机

权利要求书

1.一种用于将热能转换成电能的热电发电机，其具有多个与模块(10)联接的、设置在热源(Q)与冷源(S)之间的珀耳贴元件(E1、E2、E3...)，其中每个珀耳贴元件(E1、E2、E3...)包括p掺杂柱(Sp)和n掺杂柱(Sn)，所述p掺杂柱(Sp)和所述n掺杂柱(Sn)在它们的末端处通过电极(11、12)导电相连，其特征在于，所述各个珀耳贴元件(E1、E2、E3...)的所述p掺杂柱(Sp1、Sp2、Sp3...)和所述n掺杂柱(Sn1、Sn2、Sn3...)根据所述各个珀耳贴元件(E1、E2、E3...)与所述热源(Q)接触位置处的不同温度值(T1、T2、T3...)而包括不同的材料(P1、P2、P3...、N1、N2、N3...)。

2.如权利要求1所述的热电发电机，其特征在于，所述p掺杂柱(Sp1、Sp2、Sp3...)和所述n掺杂柱(Sn1、Sn2、Sn3...)具有各个部分(a、b、c...)并且鉴于与所述热源(Q)相接触的位置的所述温度值(T₁、T₂、T₃...)和所述冷源(S)的温度值(T₀)之间所呈现的不同温度梯度(g1、g2、g3...)而包括不同的材料(P1、P2、P3...、N1、N2、N3...)。

3.如权利要求2所述的热电发电机，其特征在于，所述p掺杂柱(Sp1、Sp2、Sp3...)以及所述n掺杂柱(Sn1、Sn2、Sn3...)的所述各个部分(a、b、c...)根据分别存在的所述温度梯度(g1、g2、g3...)而具有不同的长度。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的热电发电机，其特征在于，沿着基本上直线延伸的、具有温度梯度(G)的所述热源(Q)来设置所述各个珀耳贴元件(E1、E2、E3...)。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的热电发电机，其特征在于，沿着由废气流经的废气管路来设置所述各个珀耳贴元件(E1、E2、E3...)，以使得所述热源(Q)由所述废气管路的表面构成并且所述冷源(S)具有所述环境温度的温度(T₀)。

6.如权利要求1至5中的任一项所述的热电发电机，其特征在于，所述p掺杂柱(Sp1、Sp2、Sp3...)和所述n掺杂柱(Sn1、Sn2、Sn3...)在所列举的温度范围中具有以下材料组合：

7.如权利要求1至5中的任一项所述的热电发电机，其特征在于，所述p掺杂柱(Sp1、Sp2、Sp3...)的至少高温区域具有基于Fe的方钴矿，例如Ce_0.9Fe₃CoSb₁₂、Yb_0.75Fe_3.5Ni_0.5Sb₁₂、MM_yFe_4-xCo_xSb₁₂和/或MM_yFe_4-xNi_xSb₁₂，其中MM是由La、Ce、Pr、Nd和Sm构成的混合稀土金属，以及所述n掺杂柱(Sn1、Sn2、Sn3...)的至少高温区域具有基于Co的方钴矿，例如Yb_yCo_4-xPt_xSb₁₂、Ba_0.3Co_3.95Ni_0.05Sb₁₂和/或A_yCo_4-xT_xSb₁₂，其中A代表Ba、Ca、Sr及其混合物，而T代表Ni和Pd。

8.如权利要求7所述的热电发电机，其特征在于，所述p掺杂柱(Sp1、Sp2、Sp3...)和所述n掺杂柱(Sn1、Sn2、Sn3...)至少在所述高温区域中具有以下材料组合：