10.1: Термоіонні пристрої

Last updated
Save as PDF

Page ID: 29366

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Термоіонні пристрої перетворюють теплову енергію в електрику за допомогою термоіонного ефекту [3, с. 182]. Термоіонний пристрій складається з вакуумної трубки з електродами в ній. Металевий катод нагрівається до тих пір, поки електрони не почнуть випаровуватися з металу. Електрони збираються на аноді, який знаходиться при більш холодній температурі. У типовому пристрої катод може перебувати при температурі 1500\(^{\circ}\) С, а відстань між анодом і катодом може становити 10\(\mu m\) [60]. Прилад, заснований на цьому ефекті, вперше був запатентований Томасом Едісоном в 1883 році. Ефективність Карно обмежує цей ефект, оскільки перепад температур перетворюється на електрику [5]. ККД було виміряно до 12%. Однак для даного перепаду температур інші методи перетворення різниці температур в електрику часто є більш ефективними. Катоди виготовлені з вольфраму, молібдену, танталу та оксиду барію [3]. Катод звикає в процесі і з часом потребує заміни. Аноди виготовлені з міді, цезію, нікелю, оксиду барію, оксиду стронцію та срібла [3] [60]. Деякі газові хроматографи використовують термоіонні детектори фосфору азоту [151].