El efecto Seebeck permite la conversión directa del calor en energía eléctrica.
Para un uso económico de este efecto, se necesitan materiales en los que una diferencia de temperatura dada en el material genere la mayor tensión eléctrica posible.
La investigación lleva varios años trabajando intensamente en el desarrollo de tales materiales.
Son indispensables una alta fiabilidad y reproducibilidad de los resultados de las mediciones en estos materiales.
Las lecturas fiables son también la base para comprender los procesos termodinámicos.
La evaluación de la eficiencia de la conversión energética se basa en la denominada termoeléctrico ZT.
Este cálculo se basa en el coeficiente Seebeck (S en [V / K]), la conductividad eléctrica (Sigma en [S / m], la temperatura media absoluta (T en [K]) y la conductividad térmica (Lambda en [W / (m · K)]).
Los valores que produce un método de medición siempre están sujetos a un cierto grado de incertidumbre.
El cálculo del ZT requiere la medición de los tres parámetros termoeléctricos mencionados.
Las incertidumbres de medición de los distintos métodos se multiplican y conducen a un resultado que puede desviarse mucho del valor real.
Linseis ofrece con el LZT-Metro o el LSR-3/4 una plataforma de aparatos que registra simultáneamente las magnitudes individuales.
El software integrado corrige las influencias distorsionadoras y, además de los valores individuales del material, suministra directamente el valor ZT.
Dado que el coeficiente Seebeck se incluye en el cálculo de este valor con el cuadrado, Linseis concede especial importancia a la precisión de esta medición.
Fuentes de error en la medición del coeficiente Seebeck
Para medir el coeficiente Seebeck, se utilizan dos termopares para determinar la diferencia de temperatura entre dos puntos de contacto de una muestra calentada por un lado. La diferencia de tensión se mide entre dos hilos homopolares de los termopares. Los valores medidos dan una curva tensión-temperatura. El coeficiente Seebeck es la pendiente de esta curva.
Como interferencia para la medición hay que tener en cuenta que los hilos de los termopares tienen su propio coeficiente Seebeck. Además, a una diferencia de temperatura de 0 K, suele producirse una diferencia de tensión distinta de cero, que debe tenerse en cuenta como tensión de offset específica del dispositivo. Estas influencias físicas complican el proceso de medición. Como la plataforma lensis LSR se desarrolló cuidadosamente para tener en cuenta estos factores, los medidores proporcionan una alta repetibilidad y precisión.
Otras imprecisiones en la medición del coeficiente Seebeck dan como resultado
- altas desviaciones de linealidad de la curva temperatura-tensión,
- falta de mantenimiento de los termopares utilizados
y - mal contacto (eléctrico) entre los termopares y la muestra
Se pueden evitar grandes desviaciones de linealidad de la curva temperatura-tensión eligiendo la diferencia de temperatura óptima.
Los termopares deben calibrarse periódicamente. En caso de contaminación, daños debidos a reacciones químicas con la muestra y fuerte desgaste, deben sustituirse los termopares.
La presión de contacto termopar – muestra debe ser suficientemente alta, pero no debe provocar deformaciones de la muestra.
