A tecnoloxía de refrixeración termoeléctrica (TEC) fixo progresos notables en materiais, deseño estrutural, eficiencia enerxética e escenarios de aplicación.

Desde 2025, a tecnoloxía de refrixeración termoeléctrica (TEC) fixo progresos notables en materiais, deseño estrutural, eficiencia enerxética e escenarios de aplicación. As seguintes son as últimas tendencias e avances en desenvolvemento tecnolóxico na actualidade.

I. Optimización continua dos principios básicos

O efecto Peltier segue a ser fundamental: ao impulsar pares de semicondutores de tipo N/tipo P (como os materiais baseados en Bi₂Te₃) con corrente continua, a calor libérase no extremo quente e absórbese no extremo frío.

Capacidade de control de temperatura bidireccional: pode conseguir arrefriamento/quecemento simplemente cambiando a dirección da corrente e úsase amplamente en escenarios de control de temperatura de alta precisión.

II. Avances nas propiedades dos materiais

1. Novos materiais termoeléctricos

O telururo de bismuto (Bi₂Te₃) segue a ser o principal produto, pero mediante a enxeñaría de nanoestruturas e a optimización do dopaxe (como Se, Sb, Sn, etc.), o valor ZT (coeficiente de valor óptimo) mellorou significativamente. O ZT dalgunhas mostras de laboratorio é superior a 2,0 (tradicionalmente arredor de 1,0-1,2).

Desenvolvemento acelerado de materiais alternativos sen chumbo/de baixa toxicidade

Materiais a base de Mg₃(Sb,Bi)₂

monocristal de SnSe

Liga de media Heusler (adecuada para seccións de alta temperatura)

Materiais compostos/gradientes: as estruturas heteroxéneas multicapa poden optimizar simultaneamente a condutividade eléctrica e a condutividade térmica, reducindo a perda de calor por efecto Joule.

III, Innovacións no sistema estrutural

1. Deseño de termópila en 3D

Adopte estruturas de apilamento vertical ou integradas con microcanles para mellorar a densidade de potencia de refrixeración por unidade de área.

O módulo TEC en cascada, o módulo Peltier, o dispositivo Peltier e o módulo termoeléctrico poden alcanzar temperaturas ultrabaixas de -130 ℃ e son axeitados para a investigación científica e a conxelación médica.

2. Control modular e intelixente

Sensor de temperatura integrado + algoritmo PID + accionamento PWM, logrando un control de temperatura de alta precisión dentro de ±0,01 ℃.

Admite control remoto a través da Internet das Cousas, axeitado para cadea de frío intelixente, equipos de laboratorio, etc.

3. Optimización colaborativa da xestión térmica

Transferencia de calor mellorada no extremo frío (microcanal, material de cambio de fase PCM)

A parte quente adopta disipadores de calor de grafeno, cámaras de vapor ou matrices de microventiladores para resolver o pescozo de botella da "acumulación de calor".

IV, escenarios e campos de aplicación

Médico e sanitario: instrumentos de PCR termoeléctricos, dispositivos de beleza con láser de refrixeración termoeléctrica, caixas de transporte refrixeradas para vacinas

Comunicación óptica: control de temperatura do módulo óptico 5G/6G (estabilización da lonxitude de onda do láser)

Electrónica de consumo: clips traseiros para arrefriar teléfonos móbiles, arrefriamento termoeléctrico para auriculares AR/VR, minifrixeradores con arrefriamento Peltier, refrixerador de viño con arrefriamento termoeléctrico, frigoríficos para coches

Nova enerxía: Cabina de temperatura constante para baterías de drons, refrixeración local para cabinas de vehículos eléctricos

Tecnoloxía aeroespacial: refrixeración termoeléctrica de detectores infravermellos de satélites, control da temperatura no ambiente de gravidade cero das estacións espaciais

Fabricación de semicondutores: control preciso da temperatura para máquinas de fotolitografía, plataformas de proba de obleas

V. Desafíos tecnolóxicos actuais

A eficiencia enerxética segue sendo inferior á da refrixeración por compresor (o COP adoita ser inferior a 1,0, mentres que os compresores poden chegar a 2-4).

Custo elevado: os materiais de alto rendemento e as embalaxes precisas elevan os prezos

A disipación da calor no extremo quente depende dun sistema externo, o que limita o deseño compacto

Fiabilidade a longo prazo: os ciclos térmicos provocan fatiga da unión de soldadura e degradación do material

VI. Dirección de desenvolvemento futuro (2025-2030)

Materiais termoeléctricos a temperatura ambiente con ZT > 3 (límite teórico de ruptura)

Dispositivos TEC flexibles/portátiles, módulos termoeléctricos, módulos Peltier (para pel electrónica, monitorización da saúde)

Un sistema de control de temperatura adaptativo combinado con IA

Tecnoloxía de fabricación e reciclaxe ecolóxicas (redución da pegada ambiental)

En 2025, a tecnoloxía de refrixeración termoeléctrica pasará dun "control de temperatura preciso e de nicho" a unha "aplicación eficiente e a grande escala". Coa integración da ciencia dos materiais, o procesamento de micro e nano elementos e o control intelixente, o seu valor estratéxico en campos como a refrixeración sen carbono, a disipación electrónica de calor de alta fiabilidade e o control de temperatura en contornas especiais é cada vez máis destacado.

Especificación TES2-0901T125

Imáx: 1A,

Umáx: 0,85-0,9 V

Qmáx: 0,4 W

Delta T máx.: >90 °C

Tamaño: tamaño da base: 4,4 × 4,4 mm, tamaño superior 2,5 x 2,5 mm

Altura: 3,49 mm.

Especificación TES1-04903T200

A temperatura do lado quente é de 25 °C,

Imáx: 3A,

Umáx: 5,8 V

Qmáx: 10 W

Delta T máx.: > 64 °C

ACR: 1,60 ohmios

Tamaño: 12 x 12 x 2,37 mm