מאז 2025, טכנולוגיית קירור תרמואלקטרי (TEC) עשתה התקדמות ניכרת בחומרים, תכנון מבני, יעילות אנרגטית ותרחישי יישומים. להלן מגמות ופריצות דרך בפיתוח טכנולוגי עדכניות.
א. אופטימיזציה מתמשכת של עקרונות הליבה
אפקט פלטייה נותר בסיסי: על ידי הנעת זוגות מוליכים למחצה מסוג N/סוג P (כגון חומרים מבוססי Bi₂Te₃) באמצעות זרם ישר, חום משתחרר בקצה החם ונספג בקצה הקר.
יכולת בקרת טמפרטורה דו כיוונית: ניתן להשיג קירור/חימום פשוט על ידי החלפת כיוון הזרם, והוא נמצא בשימוש נרחב בתרחישי בקרת טמפרטורה מדויקים.
II. פריצות דרך בתכונות חומרים
1. חומרים תרמואלקטריים חדשים
ביסמוט טלוריד (Bi₂Te₃) נותר המיינסטרים, אך באמצעות הנדסת ננו-מבנים ואופטימיזציה של סימום (כגון Se, Sb, Sn וכו'), ערך ה-ZT (מקדם הערך האופטימלי) שופר משמעותית. ה-ZT של חלק מדגימות המעבדה גדול מ-2.0 (באופן מסורתי כ-1.0-1.2).
פיתוח מואץ של חומרים חלופיים נטולי עופרת/בעלי רעילות נמוכה
חומרים מבוססי Mg₃(Sb,Bi)₂
גביש יחיד SnSe
סגסוגת חצי-הויזלר (מתאימה למקטעים בטמפרטורה גבוהה)
חומרים מרוכבים/גרדיאנט: מבנים הטרוגניים רב-שכבתיים יכולים לייעל בו זמנית את המוליכות החשמלית והמוליכות התרמית, ובכך להפחית את אובדן החום של ג'אול.
ג', חידושים במערכת המבנית
1. עיצוב תרמופיל תלת-ממדי
אימוץ מבנים אנכיים או משולבים של מיקרו-תעלות כדי לשפר את צפיפות הספק הקירור ליחידת שטח.
מודול ה-TEC המדורג במפל, מודול פלטייה, התקן פלטייה, מודול תרמואלקטרי יכול להשיג טמפרטורות נמוכות במיוחד של -130 ℃ ומתאים למחקר מדעי והקפאה רפואית.
2. בקרה מודולרית וחכמה
חיישן טמפרטורה משולב + אלגוריתם PID + הנעת PWM, להשגת בקרת טמפרטורה מדויקת בטווח של ±0.01℃.
תומך בשלט רחוק דרך האינטרנט של הדברים, מתאים לשרשרת קירור חכמה, ציוד מעבדה וכו'.
3. אופטימיזציה שיתופית של ניהול תרמי
העברת חום משופרת בקצה הקר (מיקרו-תעלה, חומר שינוי פאזה PCM)
הקצה החם מאמץ גופי קירור גרפן, תאי אדים או מערכי מיקרו-מאווררים כדי לפתור את צוואר הבקבוק של "הצטברות חום".
IV, תרחישי יישום ותחומים
רפואה ובריאות: מכשירי PCR תרמואלקטריים, מכשירי יופי לייזר קירור תרמואלקטריים, קופסאות קירור להובלת חיסונים
תקשורת אופטית: בקרת טמפרטורה של מודול אופטי 5G/6G (אורך גל לייזר מייצב)
מוצרי אלקטרוניקה: קליפסים לקירור טלפונים ניידים, קירור תרמואלקטרי למשקפי מציאות רבודה/מציאות מדומה, מקררי מיני לקירור פלטייר, מקרר יין לקירור תרמואלקטרי, מקררי רכב
אנרגיה חדשה: תא נוסעים בטמפרטורה קבועה לסוללות רחפנים, קירור מקומי לתאי נוסעים לרכבים חשמליים
טכנולוגיית חלל: קירור תרמו-אלקטרי של גלאי אינפרא אדום לווייניים, בקרת טמפרטורה בסביבת אפס כבידה של תחנות חלל
ייצור מוליכים למחצה: בקרת טמפרטורה מדויקת עבור מכונות פוטוליתוגרפיה, פלטפורמות בדיקת ופלים
ה. אתגרים טכנולוגיים עכשוויים
יעילות האנרגיה עדיין נמוכה מזו של קירור באמצעות מדחס (COP בדרך כלל פחות מ-1.0, בעוד שמדחסים יכולים להגיע ל-2-4).
עלות גבוהה: חומרים בעלי ביצועים גבוהים ואריזה מדויקת מעלים את המחירים
פיזור החום בקצה החם מסתמך על מערכת חיצונית, מה שמגביל את העיצוב הקומפקטי
אמינות לטווח ארוך: מחזורי תרמית גורמים לעייפות חיבורי הלחמה ולשבריריות החומר
ו. כיוון פיתוח עתידי (2025-2030)
חומרים תרמואלקטריים בטמפרטורת חדר עם ZT > 3 (גבול פריצת דרך תיאורטי)
התקני TEC גמישים/לבישים, מודולים תרמואלקטריים, מודולי פלטייה (לעור אלקטרוני, ניטור בריאות)
מערכת בקרת טמפרטורה אדפטיבית בשילוב עם בינה מלאכותית
ייצור ירוק וטכנולוגיית מיחזור (הפחתת טביעת הרגל הסביבתית)
בשנת 2025, טכנולוגיית קירור תרמואלקטרי עוברת מ"נישה ובקרת טמפרטורה מדויקת" ל"יישום יעיל בקנה מידה גדול". עם שילוב מדע החומרים, עיבוד מיקרו-ננו ובקרה חכמה, ערכה האסטרטגי בתחומים כמו קירור ללא פליטות פחמן, פיזור חום אלקטרוני בעל אמינות גבוהה ובקרת טמפרטורה בסביבות מיוחדות בולט יותר ויותר.
מפרט TES2-0901T125
Imax：1A,
מקסימום: 0.85-0.9V
Qmax：0.4 וואט
דלתא T מקסימלי: >90 מעלות צלזיוס
גודל: גודל בסיס: 4.4 × 4.4 מ"מ, גודל עליון 2.5X2.5 מ"מ,
גובה: 3.49 מ"מ.
מפרט TES1-04903T200
טמפרטורת הצד החם היא 25 מעלות צלזיוס,
אימקס: 3A,
מקסימום: 5.8 וולט
Qmax: 10 וואט
דלתא T מקסימלי: > 64 מעלות צלזיוס
ACR: 1.60 אוהם
גודל: 12x12x2.37 מ"מ
זמן פרסום: 08-12-2025
