将液态热电化学转换集成到强制对流冷却中

强制对流冷却在从数据中心微处理器到涡轮机和发动机的众多技术中至关重要；在这些情况下，主动冷却是必不可少的。然而，在大温差下主动传递热量或热能会迅速破坏㶲，即热能的自由能分量，而这一问题一直未得到解决。在此，我们描述了一种热电化学转换方法，以部分回收强制对流冷却中目前损失的㶲。我们设计了一个测试单元，其中电解液被强制流过两个平行电极之间形成的通道，热侧电极模拟待冷却的物体。我们的研究表明，较窄的电极间通道能提供更高的冷却和发电性能。在所有测试条件下，传质阻力是最主要的阻力类型，且电荷转移动力学可能受粘度控制。发电功率对流量的依赖性是由氧化还原物种扩散系数随温度的变化引起的。作为此类强制流动热电池的评估指标，我们引入了增益（$\Lambda$），其定义为发电功率与迫使液体流过电池所需的流体动力学泵功之比。在某一流量区域内，$\Lambda$ 大于 1。这表明，这样的系统能够产生比驱动液体流过电池所需的泵功更多的电力，暗示其具有将目前损失的热能㶲部分回收为电能的潜力。