[发明专利]便携式氢微燃烧热电辐射增强热电子供电的装置与方法

权利要求书

1.一种便携式氢微燃烧热电辐射增强热电子供电的装置，其特征在于：包括燃料罐(1)、机箱外壳(5)、阴极(6)、隔绝层(7)、N型半导体(8)、P型半导体(9)、微燃烧室(11)，

所述燃料罐(1)与微燃烧室(11)通过管道相连，使燃料可以进入微燃烧室燃烧，

所述N型半导体(8)与P型半导体(9)相连接形成P-N结，

所述阴极(6)紧贴微燃烧室(11)外壁，

所述阴极(6)与N型半导体之间设有隔绝层(7)，

所述阴极(6)和P型半导体(9)可作为电源的两极外接负载。

2.如权利要求1所述的一种便携式氢微燃烧热电辐射增强热电子供电的装置，其特征在于：所述燃料罐(1)为高压储氢罐(1)。

3.如权利要求1所述的一种便携式氢微燃烧热电辐射增强热电子供电的装置，其特征在于：所述N型半导体(8)为掺有Ⅴ族元素的InSb薄膜，P型半导体(9)采用掺有Ⅲ族元素的InSb基底,其掺杂浓度范围1×10¹⁷～1×10¹⁹cm^-3。

4.如权利要求1所述的一种便携式氢微燃烧热电辐射增强热电子供电的装置，其特征在于：所述的微燃烧室(11)由耐高温绝缘材料Al₂O₃或SiC制成。

5.如权利要求4所述的一种便携式氢微燃烧热电辐射增强热电子供电的装置，其特征在于：所述的微燃烧室(11)为平板结构，微燃烧室(11)内部设有蛇形管道。

6.如权利要求5所述的一种便携式氢微燃烧热电辐射增强热电子供电的装置，其特征在于：所述的微燃烧室(11)上、下表面均有热电辐射增强热电子发电器件，通过串连组合，增大输出电压。

7.如权利要求5所述的一种便携式氢微燃烧热电辐射增强热电子供电的装置，其特征在于：所述的阴极(6)为耐高温金属，表面蒸镀低功函数材料LaB₆，降低热电子发射势垒。

8.如权利要求1所述的一种便携式氢微燃烧热电辐射增强热电子供电的装置，其特征在于：所述的隔绝层(7)为耐高温的绝缘体。

9.如权利要求1-8中任意一项所述的一种便携式氢微燃烧热电辐射增强热电子供电的装置，其特征在于：还包括用于向微燃烧室吸入助燃气体的微型吸气泵(2)，位于燃料罐(1)与微燃烧室(11)之间的，用于调节燃料流量的电动阀(3)，位于微燃烧室内的电火花点火器(10)，微燃烧室(11)，用于控制微型吸气泵(2)、电动阀(3)、电火花点火器(10)的控制电路模块(12)。

10.使用如权利要求9所述的一种便携式氢微燃烧热电辐射增强热电子供电装置进行供电的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、储氢罐(1)中的氢气和微型吸气泵(2)抽入的空气在管道(4)中预混，

S2、预混后的气体通入微燃烧室(11)中燃烧，氢火焰通过微燃烧室壁面加热阴极(6)，

S3、阴极(6)内的自由电子被热化并以热电子发射的方式进入N型半导体(8)，

S4、自由电子在N型半导体(8)中被二次热化后，以热电辐射的方式克服N-P结界面势垒进入P型半导体(9)，形成阴极(6)与P型半导体(9)之间的电势差，

S5、在阴极(6)与P型半导体(9)之间外接负载，实现为负载供电。