Thermoelectric power generation has emerged as a promising alternative technology because it offers a potential application in the direct conversion of waste heat into electric energy. The performance of thermoelectric power generator depends on thermoelectric materials and thermoelectric power module designs. The main objective of this study is to design a 100W thermoelectric generation (TEG) module and to get optimal operating conditions of the module. The design and performance of the TEG module will be presented.
To attain power generation with body heat, the thermal resistance matched design of the thermoelectric generator was the principal factor which was not critical in the case of thermoelectric generator for the waste heat generation. The dimension of thermoelectric legs and the number of thermoelectric leg-pairs dependent output power performances of the thermoelectric generator on the human wrist condition was simulated using 1-dimensional approximated heat flow equations with the temperature dependent material coefficients of the constituent materials and the dimension of the substrate. With the optimum thermoelectric generator design, thermoelectric generator modules were fabricated by using newly developed fabrication processes, which is mass production possible. The electrical properties and the output power characteristics of the fabricated thermoelectric modules were characterized by using a home-made test set-up. The output voltage of the designed thermoelectric generator were a few tens of millivolts and its output power was several hundreds of microwatts under the conditions at the human wrist. The measured output voltage and power of the fabricated thermoelectric generator were slightly lower than those of the designed thermoelectric generator due to several reasons.
This paper describes the causes and effects that have influence on thermoelectric generation. If heat transfer is unequal to thermoelectric modules, we could not get the maximum thermoelectric power. So, by experiment, we analysed the differences of power generation according to the state of the contact between thermoelectric module and heat source. And with the variation of heat transfer area, the generated power was analysed also. Using the experimental results we proposed a thermoelectric generation system.
PURPOSES : An conventional method for electric power generation is converting thermal energy into mechanical energy then to electrical energy. Due to environmental issues such as global warming related with $CO_2$ emission etc., were the limiting factor for the energy resources which resulting in extensive research and novel technologies are required to generate electric power. Thermal energy harvesting using thermoelectric generator is one of energy harvesting technologies due to diverse advantages for new green technology. This paper presents a possibility of application of the thermoelectric generator's application in the direct exchange of waste solar energy into electrical power in road space. METHODS : To measure generated electric power of the thermoelectric generator, data logger was adopted as function of experimental factors such as using cooling sink, connection methods etc. Also, the thermoelectric generator、s behavior at low ambient temperature was investigated as measurement of output voltage vs. elapsed times. RESULTS : A few temperature difference between top an bottom of the thermoelectric generator is generated electric voltage. Components of an electrical circuit can be connected in various ways. The two simplest of these are called series and parallel and occur so open. Series shows slightly better performance in this study. An installation of cooling sink in the thermoelectric generator system was enhanced the output of power voltage. CONCLUSIONS : In this paper, a basic concepts of thermoelectric power generation is presented and applications of the thermoelectric generator to waste solar energy in road is estimated for green energy harvesting technology. The possibility of usage of thermoelectric technology for road facilities was found under the ambient thermal gradient between two surfaces of the thermoelectric module. An experiment results provide a testimony of the feasibility of the proposed environmental energy harvesting technology on the road facilities.
PURPOSES : The purpose of this paper is to investigate the application of thermoelectric technology to concrete structures for harvesting solar energy that would otherwise be wasted. In various fields of research, thermoelectric technology using a thermoelectric module is being investigated for utilizing solar energy. METHODS: In our experiment, a halogen lamp was used to produce heat energy instead of the solar heat. A data logger was used to record the generated voltage over time from the thermoelectric module mounted on a concrete specimen. In order to increase the efficiency of energy harvesting, various factors such as color, architecture, and the ability to prevent heat absorption by the concrete surface were investigated for the placement of the thermoelectric module. RESULTS : The thermoelectric module produced a voltage using the temperature difference between the lower and upper sides of the module. When the concrete specimen was coated with an aluminum foil, a high electric power was measured. In addition, for the power generated at low temperatures, it was confirmed that the voltage was generated steadily. CONCLUSIONS: Thermoelectric technology for energy harvesting can be applied to concrete structures for generating electric power. The generated electricity can be used to power sensors used in structure monitoring in the future.
Cho, Han Ki;Kim, Da Hye;Sin, Hye Sun;Cho, Churl-Hee;Han, Seungwoo
Journal of the Korean Ceramic Society
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v.54
no.6
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pp.518-524
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2017
A flexible thermoelectric device using body heat has drawn attention as a power source for wearable devices. In this study, thermoelectric thick films were fabricated by cold pressing method using p-type antimony telluride and n-type bismuth telluride powders in accordance with specific loads. Thermoelectric thick films were denser and improved the electrical and thermoelectric properties while increasing the load of the cold pressing. The thickness of the specimen can be controlled by the amount of material; specimens were approximately 700 um in thickness. Flexible thermoelectric devices were manufactured by using the thermoelectric thick films on PI (Polyimide) substrate. The process is cheap, efficient, easy and scalable. Evaluation of power generation performance and flexibility on the fabricated flexible thermoelectric device was carried out. The flexible thermoelectric device has great flexibility and good performance and can be applied to wearable electronics as a power source.
Thermoelectric materials convert temperature difference to electric power for power generation and vice versa for refrigeration. Recent advances in enhancing the thermoelectric figure-of-merit shed light on efficient power generation from the waste heat available in industries and vehicles. Nanoscale phenomena with both nanoscale constituent-embedded bulk samples and nanoscale materials proving enhanced thermoelectric performance have been widely reviewed. Bulk materials of crystal-orientation and nano-structured particle embedding seem to promise a higher thermoelectric figure-of-merit and an effective power generation application. As a preliminary study, Si-Ge nanocomposite was prepared with spark plasma sintering method and its properties were examined.
Tae Uk Nam;Ngoc Thanh Phuong Vo;Jun Su Kim;Min Woo Jeong;Kyu Ho Jung;Alifone Firadaus Nurwicaksono Adi;Jin Young Oh
Elastomers and Composites
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v.58
no.1
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pp.11-16
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2023
Electronic skin (e-skin), devices that are mounted on or attached to human skin, have advanced in recent times. Yet, the development of a power supply for e-skin remains a challenge. A stretchable thermoelectric generator is a promising power supply for the e-skin patches. It is a safe and semi-permanent energy harvesting device that uses body heat for generating power. Carbon nanotube (CNT) clays are used in energy-harvesting e-skin patches. In this study, we report improved thermoelectric performance of CNT clays by using chemical doping and physical blending of thermoelectric enhancers. The n-type and p-type thermoelectric enhancers increase electrical conductivity, leading to increased power factors of the thermoelectric CNT clays. The blend of CNT clays and enhancers is intrinsically stretchable up to 50% while maintaining its thermoelectric property.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.34
no.4
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pp.383-390
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2010
In this study, a thermoelectric power generation system was constructed for a waste-heat recovery. Thermoelectric modules were attached to a stainless steel duct, and a hot air blower was set such that it faced the duct inlet. We found that to achieve the maximum power out of the system, the temperature in the hot side of the thermoelectric module should be uniform. The optimum compressive pressure exerted on the module was observed. Further, the thermoelectric power performance was evaluated using the heat sink attached to the cold side of the thermoelectric module. In particular, when using a natural-convection heat sink, the power output difference is approximately five times.
In this study, the thermoelectric power and resistivity of the perovskite manganite $La_{0.75}Ba_{0.25}MnO_3$ were investigated in the temperature range 300K-1200K. The electrical resistivity and thermoelectric power indicate a transport mechanism dominated by adiabatic small-polaron hopping. The power factor increases from $2{\times}10^{-6}W/mK^2$ to $1{\times}10^{-5}W/mK^2$ as to the temperature increases from 400K to 1200K, which indicates that the compound is highly feasible as a thermoelectric material at high temperatures.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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