物理机制
研究热、电、机与流体等能量形式的耦合转换规律
CENTER 05 · RESEARCH CLUSTER 04
温差发电与能量转换
研究中心
THERMOELECTRIC & ENERGY CONVERSION RESEARCH CENTER中心角色从热源与冷源的真实边界出发
验证热流转换为可用功的净能力
验证热流转换为可用功的净能力
01 CENTER MISSION
中心定位
不只测量“有电压”
更要验证持续、可用的净输出
温差不是独立能源。可转换能力来自热量由高温端向低温端传递的过程，并受热源规模、冷端条件、换热损失、转换效率和辅助能耗共同约束。
温差发电与能量转换研究中心，是第四研究集群面向热能转换机理、热电材料器件、冷热端工程、功率调理及余热利用建设的专业研究单元。
中心围绕“热从哪里来、可利用热流有多少、冷热端能否长期维持、材料与器件如何完成转换、换热和电力调理损失有多大、系统最终能向负载提供多少净功率”等问题，贯通热源表征、材料输运、器件模块、换热散热、控制并网和场景验证。
中心不以开路电压、材料热电优值或单个模块峰值代替系统发电能力。公开结果分别报告热源温度与流量、冷端条件、有效热输入、端间温差、毛输出、辅助用能、净输出、持续时间和测量不确定度。
材料器件
建立从输运参数到热电偶、模块及封装的评价链
系统工程
协同热源、冷端、换热、控制、储能和负载边界
场景验证
以净输出、可靠性、维护和全生命周期评价应用价值
02 CLUSTER COLLABORATION
集群协同关系
六个专业中心平行建设
围绕热流、功率与系统边界协同
本中心不是低温中心的余热配套部门，也不替代储能或新型发电中心；它独立负责能量转换机理、材料器件、冷热端系统、功率调理及净输出验证。
聚变 · 储能 · 低温
提供取热、余热、冷量、热负荷和持续运行条件，协同定义可利用热流及温区
温差发电 · 能量转换
负责转换机理、材料器件、换热系统、功率调理和全系统净输出评价
大气动力 · 新型发电
共享流量、压力、温湿度、机械功、电功率和辅助用能的统一核算方法
材料 · 光电 · 智能 · 装备
支持功能材料、热流传感、预测控制、功率电子、制造封装和环境试验
协同接口原则热源冷源先定义·能量边界保持一致·毛输出净输出分开·数据可追溯复核
03 RESEARCH DIRECTIONS
六大研究方向
贯通热源、材料、器件与负载
形成完整能量转换研究能力
不同路线按温区、热流、效率、功率密度、动态响应、可靠性、维护和成本分类评价，不脱离具体热源与冷端条件比较优劣。
热电材料与耦合输运机制
研究塞贝克、珀尔帖和汤姆孙效应及载流子—声子耦合，协同测量塞贝克系数、电阻率、热导率和温度依赖关系，建立组成、结构、界面与热电性能之间的可复核联系。
热电偶、器件与模块工程
研究P/N型热电臂、电极、扩散阻挡层、互连、焊接、绝缘基板和封装结构，评价接触电阻、热阻、热应力、热循环、功率密度及模块一致性。
热源、冷源与换热系统
研究工业余热、设备排热、低温冷端、环境散热及稳定热源条件，优化集热、均热、换热、隔热和散热路径，量化真正通过转换器的热流与冷热端温差。
多路径热能与功电转换
研究适用温区内的热电、热机、热声及其他可验证转换路线，比较直接转换与热—机—电路径的适用边界、动态响应、维护条件和系统火用效率。
功率调理、控制与多能耦合
研究最大功率点跟踪、升降压变换、并网与离网控制、储能缓冲、负载匹配和启停管理，统一记录转换、控制、泵风机及冷却设备的辅助能耗。
余热利用与场景工程验证
面向工业窑炉、动力装备、数据设施、分布式传感和复杂环境，开展热源画像、系统集成、长期运行、经济环境评价及可维护性研究。
04 RESEARCH & EVALUATION PLATFORM
五层研究与评价平台
从耦合输运参数到负载侧净电能
统一材料、热流、功率与时间证据
所有试验明确测点、热源与冷端状态、热流路径、稳态判据、电气负载、辅助设备、采样频率和不确定度，避免把不同边界下的数据直接拼接。
材料输运与热电计量平台
在受控温区和气氛下测量塞贝克系数、电阻率、热扩散率、比热和热导率，记录样品方向、尺寸、接触方式、温度梯度与不确定度
器件模块与界面评价平台
测试单偶、器件及模块的开路电压、内阻、输出曲线、接触热阻、电流密度、热循环、封装气密性和机械可靠性
热源冷源与换热验证平台
模拟不同温度、流量、热流密度和波动工况，测量集热器、换热器、冷却结构及转换模块各位置的温度、热流和压降
功率控制与全系统能量平台
集成功率调理、储能、控制和辅助系统，同步计量热输入、毛电功率、转换损耗、泵风机用能、待机用能及负载侧净输出
场景样机与长期运行平台
在代表性热源、冷端、安装空间和环境条件下验证启停、热循环、污染腐蚀、性能衰减、维护周期、净收益及场景适配能力
塞贝克系数
单位温差对应的热电势，是材料输运参数而非系统输出功率
电阻率
反映电传输损耗，须说明方向、温度及接触测量方法
热导率
决定热量穿过材料的能力，包含电子和晶格贡献
材料优值
由S、ρ、κ和绝对温度计算，用于材料比较但不等同于器件效率
冷热端热流
分别测量进入转换器与排向冷端的热功率并核对能量平衡
系统净功率
毛电输出扣除泵、风机、控制、变换和其他辅助用能后的负载侧功率
05 VALIDATION PATHWAY
分阶段验证路径
从热源画像到连续净输出
逐级关闭材料与系统之间的证据缺口
后一级必须在更完整的热边界、功率链和运行周期下复核前一级数据；若换热、控制或散热条件改变，应重新核算有效输入与净输出。
热源冷源与任务定义
记录温度、流量、热流密度、持续时间、波动、腐蚀污染、安装环境、负载需求和失败标准
材料参数交叉测量
在目标温区测量S、ρ、κ及其不确定度，检查样品均匀性、方向性、重复性和热循环稳定性
器件模块性能验证
测试伏安功率曲线、内阻、热阻、接触损失、最大功率点、效率和批次一致性
完整系统净能量核算
集成换热、散热、功率调理、储能和负载，同步测量热输入、毛输出、辅助能耗与净电能
长期场景与第三方复核
评价启停、热循环、污染腐蚀、衰减、维护、寿命、经济环境价值及独立复核结果
科学、安全与成果边界
转换不是“产生额外能量”
而是在边界内获得可用功
高温表面、压力流体、可燃工质、旋转机械、高电压和并网设备须分别设置隔热防护、泄漏与超压监测、联锁停机、电气隔离及应急措施。涉及放射性热源的研究必须进入独立的法定许可、安全与核材料管理体系，不作为一般热电场景处理。
温差与可利用热量
出现温差不等于存在可持续热源；必须同时给出热流、热容、流量、持续时间和冷端能力
材料优值与器件效率
较高zT表示材料潜力，不等于热电偶、模块和整套系统达到相同比例的转换效率
开路电压与可用功率
测得电压不等于能够带负载发电；须给出内阻、伏安曲线、最大功率点和连续输出
毛输出与净输出
模块端毛功率必须扣除泵、风机、冷却、控制、功率变换、待机及热源维持用能
短时峰值与稳定运行
瞬态升温或单次峰值不能代表热源波动、热循环、材料衰减和长期散热条件下的能力
余热回收与能源供给
余热并非自动等于低成本能源；可回收比例受温位、规模、距离、换热、改造和运行需求约束
从热流转换进入大气动力与新型发电研究把温度、流量、压力、机械功与电功率的核算方法
把温度、流量、压力、机械功与电功率的核算方法
延伸到开放大气环境和新型转换装置
热源冷源→有效热流→器件转换→功率调理→净输出
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