热发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术的一个方面的热发电装置具备第一热发电模块、第二热发电模块以及将第一热发电模块与第二热发电模块电连接的导电部件，第一热发电模块从第二热发电模块分离。第一热发电模块及第二热发电模块分别具有包含电解质层及热电转换层的层叠体在内的至少一个热利用发电元件和收容该热利用发电元件的框体。发电元件和收容该热利用发电元件的框体。发电元件和收容该热利用发电元件的框体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热发电装置


[0001]本专利技术涉及热发电装置。

技术介绍

[0002]作为将热能转换为电能的元件，公知有将电解质与生成热激发电子及空穴的热电转换材料组合而成的热利用发电元件(参照专利文献1)。根据使用了上述热利用发电元件的发电系统，即使不对系统给予温度差，也能够仅通过将系统整体形成高温来进行发电。
[0003]专利文献1：国际公开第2017/038988号
[0004]根据本申请专利技术人们的研究，为了实现使用了专利文献1记载的元件的发电系统的高输出化，需要消除向发电系统的热供给受到速控(Speed
‑
determining)的课题。即，即使发电系统具有产生高电压以及/或者大电流的电力的潜能(Potential)，若不能对发电系统所具备的热利用发电元件尽可能不偏颇地供给热，则也无法充分发挥其潜能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个方面提供一种能够充分防止热供给受到速控，而有助于实现高输出化的热发电装置。
[0006]本专利技术的一个方面的热发电装置具备：第一热发电模块、第二热发电模块以及将第一热发电模块与第二热发电模块电连接的导电部件，第一热发电模块从第二热发电模块分离。第一热发电模块具有包含电解质层及热电转换层在内的至少一个热利用发电元件和收容该热利用发电元件的第一框体。第二热发电模块具有包含电解质层及热电转换层在内的至少一个热利用发电元件和收容该热利用发电元件的第二框体。
[0007]第一热发电模块从第二热发电模块分离，由此例如由第一框体的外表面与第二框体的外表面划分流路。使热流体(例如，高温的气体或者液体)在该流路中流动，由此能够对第一热发电模块及第二热发电模块高效地供给热。该流路可以在沿着热发电模块的主面的方向延伸，也可以在沿着热发电模块的侧面的方向延伸。
[0008]第一热发电模块及第二热发电模块可以以串联的方式电连接，也可以以并联的方式电连接。将多个热发电模块以串联的方式连接，由此能够增大热发电装置的电动势。另一方面，将多个热发电模块以并联的方式连接，由此能够增大热发电装置的输出电流。
[0009]从增大电动势以及/或者输出电流的观点出发，第一热发电模块及第二热发电模块也可以分别具有多个热利用发电元件。多个热利用发电元件可以以成为电串联的状态的方式层叠，也可以以成为电并联的状态的方式层叠。在多个热利用发电元件的电连接状态为串联的情况下，从更进一步增大电动势的观点出发，也可以在邻接的热利用发电元件之间设置电子传导层。在多个热利用发电元件的电连接状态为并联的情况下，只要在邻接的热利用发电元件之间设置与所述导电部件电连接的集电极和绝缘层即可。
[0010]根据本专利技术的一个方面，提供一种能够充分防止热供给受到速控，而有助于实现高输出化的热发电装置。
附图说明
[0011]图1是示意性地表示本专利技术的热发电装置的第一实施方式的剖视图。
[0012]图2是示意性地表示第一实施方式的热发电装置的变形例的剖视图。
[0013]图3是示意性地表示本专利技术的热发电装置的第二实施方式的剖视图。
[0014]图4是示意性地表示图3所示的热发电装置具备的热发电模块的剖视图。
[0015]图5是示意性地表示第二实施方式的热发电装置的变形例的剖视图。
具体实施方式
[0016]以下，参照附图，对本专利技术的实施方式详细地进行说明。此外，在以下的说明中，对同一要素或者具有同一功能的要素使用同一附图标记，并省略重复的说明。
[0017]＜第一实施方式＞
[0018]图1是示意性地表示本实施方式的热发电装置的剖视图。该图所示的热发电装置50具备三个热发电模块10A、10B、10C，它们被外部集电器12(导电部件)以并联的方式电连接。热发电模块10A配置于两个热发电模块10B、10C之间，并从热发电模块10B、10C分离。外部集电器12也从热发电模块10A、10B、10C分离。以下，对热发电模块10A的结构进行说明。此外，在本实施方式中，热发电模块10B、10C的结构与热发电模块10A相同，因此省略它们的说明。
[0019]热发电模块10A具有：两个热利用发电元件5a、5b、电子传导层6、一对集电极8a、8b以及收容它们的框体9。俯视时的热发电模块10A的形状例如为矩形等多边形，也可以为圆形或者椭圆形。两个热利用发电元件5a、5b以成为电串联的状态的方式层叠。热利用发电元件5a、5b通过从外部供给的热生成热激发电子及空穴。基于热利用发电元件5a、5b的热激发电子及空穴的生成例如在25℃以上300℃以下产生。从生成足够数量的热激发电子及空穴的观点出发，热利用发电元件5a、5b例如也可以被加热为50℃以上。从良好地防止热利用发电元件5a、5b的劣化等的观点出发，热利用发电元件5a、5b的加热温度的上限例如为200℃。此外，生成足够数量的热激发电子的温度例如是热利用发电元件5a、5b的热激发电子密度为10
15
/cm3以上的温度。
[0020]热利用发电元件5a具有依次具备电解质层1、电子热激发层2a及电子输送层2b的层叠构造。由电子热激发层2a与电子输送层2b构成热电转换层2。此外，在本实施方式中，热利用发电元件5b的结构与热利用发电元件5a相同，因此省略其说明。
[0021]电解质层1是包含在上述的温度条件下能够供电荷输送离子对在内部移动的固体电解质的层。上述电荷输送离子对在电解质层1内移动，由此电流流过电解质层1。“电荷输送离子对”是价数相互不同的稳定的一对离子。若一方的离子被氧化或还原，则成为另一方的离子，从而能够使电子与空穴移动。电解质层1内的电荷输送离子对的氧化还原电位与电子热激发层2a所包含的热电转换材料的价电子带电位相比为负。因此，在电子热激发层2a与电解质层1的界面处，电荷输送离子对中的容易被氧化的离子被氧化，而成为另一方的离子。此外，电解质层1也可以包含电荷输送离子对以外的离子。电解质层1例如能够通过刮板法、丝网印刷法、溅射法、真空蒸镀法、CVD法、溶胶凝胶法或旋涂法形成。电解质层1的厚度例如为0.1μm以上100μm以下。电解质层1也可以为空穴迁移半导体(Hall transport semiconductor)。
[0022]电解质层1所含有的固体电解质例如是在上述温度下物理及化学上稳定的物质，含有多价离子。固体电解质例如是钠离子传导体、铜离子传导体、铁离子传导体、锂离子传导体、银离子传导体、氢离子传导体、锶离子传导体、铝离子传导体、氟离子传导体、氯离子传导体、氧化物离子传导体等。固体电解质例如也可以是分子量60万以下的聚乙二醇(PEG)或其衍生物。在固体电解质为PEG的情况下，例如在电解质层1也可以包含铜离子、铁离子等多价离子源。从提高寿命等的观点出发，在电解质层1也可以包含碱金属离子。PEG的分子量相当于通过凝胶渗透色谱法利用聚苯乙烯换算而被测定的重均分子量。电解质层1也可以含有固体电解质以外的材料。例如，电解质层1也可以含有使固体电解质结合的粘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热发电装置，其特征在于，具备：第一热发电模块，所述第一热发电模块具有包含电解质层及热电转换层的层叠体在内的至少一个热利用发电元件和收容该热利用发电元件的第一框体；第二热发电模块，所述第二热发电模块具有包含电解质层及热电转换层的层叠体在内的至少一个热利用发电元件和收容该热利用发电元件的第二框体；以及导电部件，所述导电部件将所述第一热发电模块及所述第二热发电模块电连接，所述第一热发电模块从所述第二热发电模块分离。2.根据权利要求1所述的热发电装置，其特征在于，具备由所述第一框体的外表面与所述第二框体的外表面划分成的流路，热流体在所述流路中流动。3.根据权利要求2所述的热发电装置，其特征在于，所述流路在沿着所述热发电模块的主面的方向延伸。4.根据权利要求2所述的热发电装置，其特征在于，所述流路在沿着所述热发电模块的侧面的方向延伸。5.根据权利要求1～4中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅猋，后藤直哉，
申请(专利权)人：三樱工业株式会社，
类型：发明
国别省市：