[发明专利]用于产生热电流的元件及其制备方法

说明书

本发明涉及热电元件以及制备热电元件的方法。

基于增长的电能需求和化石燃料的枯竭以及降低CO₂排放的要求，需要获取源自再生能源的能量。为此，除了风力和水力，尤其是可以提供自然界的源自太阳能和热源的热量以及工业废热。长期以来，作为赛贝克效应已知将热能转化成热电流。

在产生热电流时，利用两种金属之间的温度差。产生热电流基于的原理在于，电荷载体在温度差的作用下重新分组（gruppieren）。只要在接触件（Kontakte）之间存在温度差，通过重新排列在两种金属的接触件上就产生电压。该现象例如应用于热电元件（所谓的TE）和热电发电机（所谓的TEG）。

在过去几年中，大量的公开文章描述了用于获取热电流的不同方法和装置。几乎所有的这些公开文章基于半导体技术。其中，已知的例如主要有DE 102 31 445 A1、DE 102 30 080 A1、DE 102 32 445 A1、US 6 300 150 B1和US 6 396 191 B1。

此外，存在许多公开文章描述了传统的热电元件的各种应用可能性。其中，主要从DE 101 24 623 A1、DE 199 46 806 A1、NL 1 020 485 C2和WO 2009/030236 A2已知一些应用实例。由于其低的效率和其高的制备成本，传统的热电元件目前不经济，并且其应用目前仅限于很少的领域。为了实现更好的性能指标，目前研究具有纳米结构的热电发电机，然而其非常复杂并因此昂贵。

已知的热电元件或者热电发电机的共同缺点在于，用于产生热电流分别需要一种装置，该装置可以用来将传统的热电元件安装到墙上或者暴露面上。因此，需要额外的技术和因此财政消耗，以便产生所述的热电流。

本发明将提供克服这些缺陷的改进措施。本发明的目的在于，在没有额外的装置和发电机的情况下可以产生热电流。根据本发明，该目的通过用于产生热电流的热电元件而实现，该热电元件由至少两个层和由两个金属电接触件形成，其中所述层具有不同的混合物和其混合物含有石灰和石英砂。

通过本发明实现了用于产生热电流的热电元件，其中通过单个层之间的温度差产生热电压，该热电压借助该热电元件的暴露表面上的金属接触件而被除去。此外，本发明提供了在不必安装额外装置的情况下产生热电流的可行性。另外，本发明的元件可以用来建立或者包裹由大量的本发明元件形成的建筑物，并由此直接产生电流。因此，不再必需在形成的建筑物上再安装用于产生热电流的额外的装置。这样可以节省大量费用，从而可以在一定地区范围内（fl?chendeckend）通过低的经济支出使用热电流。

在本发明的实施方式中，所述层和所述织物（Tuch）夹层式地彼此相连。由此保证可以制备大面积的热电元件。

本发明的热电元件的使用领域取决于金属电接触件的厚度以及混合物层的厚度。也就是说，本发明的热电元件可以主要制造成门面包层、墙壁元件或甚至墙纸（Tapete）。

此外，本发明的目的通过热电元件的制备方法而实现，其中提供用于所述第一层的由石英砂粉、石灰、矾土、铁素体和钾形成的第一混合物以及用于所述第二层的由石英砂粉、石灰、矾土、石膏和钠形成的第二混合物，然后将两种混合物分别与甲基纤维素和水搅拌成粘糊状物料，将所述第一层的第一混合物薄薄地涂覆到织物上，并且在仍然湿润的层上侧安装负极电接触件，将所述第二层的第二混合物涂覆到织物的另一侧上，并且在其上安装正极电接触件，随后干燥所述元件。

本发明的其它扩展实施方式和具体实施方式在剩下的从属权利要求中给出。在附图中描述了本发明的一个具体实施方式，并在下文中具体描述。其中显示了：

图1 用于产生热电流的热电元件的示意图，该热电元件连接到一个电消耗器上。

本发明的用于产生热电流的热电元件9由至少两个层1,2和由两个金属电接触件4，5形成。所述层1，2具有不同的混合物。其混合物含有石灰和石英砂。此外，所述层1,2可以具有矾土成分。为了使制备层1,2所必需的物质可以可靠地结合，其中可以含有甲基纤维素成分。

此外，所述第一层1可以含有铁素体成分、钾成分或者氯化钾。相反，所述第二层2可以具有钠成分、碳酸钠成分或者石膏成分。

在具体实施方式中，在所述层1和2之间布置织物3。所述层1和2以及所述织物3夹层式地彼此相连。所述织物3具有粘胶纤维成分。在变化的具体实施方式中，所述织物3可以分别根据使用情况还含有羊毛、棉花和纤维素成分。