Sinds 2025 heeft de thermo-elektrische koelingstechnologie (TEC) opmerkelijke vooruitgang geboekt op het gebied van materialen, constructieontwerp, energie-efficiëntie en toepassingsmogelijkheden. Hieronder volgen de meest recente technologische ontwikkelingstrends en doorbraken van dit moment.
I. Continue optimalisatie van kernprincipes
Het Peltier-effect blijft fundamenteel: door N-type/P-type halfgeleiderparen (zoals materialen op basis van Bi₂Te₃) aan te drijven met gelijkstroom, komt er warmte vrij aan het warme uiteinde en wordt deze geabsorbeerd aan het koude uiteinde.
Bidirectionele temperatuurregeling: Koelen/verwarmen is mogelijk door simpelweg de stroomrichting om te schakelen, en wordt veel gebruikt in situaties waar zeer nauwkeurige temperatuurregeling vereist is.
II. Doorbraken in materiaaleigenschappen
1. Nieuwe thermo-elektrische materialen
Bismuttelluride (Bi₂Te₃) blijft de meest gebruikte grondstof, maar door middel van nanostructuurengineering en optimalisatie van de dotering (zoals Se, Sb, Sn, enz.) is de ZT-waarde (optimale waardecoëfficiënt) aanzienlijk verbeterd. De ZT-waarde van sommige laboratoriummonsters is hoger dan 2,0 (traditioneel ongeveer 1,0-1,2).
Versnelde ontwikkeling van loodvrije/laagtoxische alternatieve materialen
Mg₃(Sb,Bi)₂-gebaseerde materialen
SnSe-eenkristal
Half-Heusler-legering (geschikt voor toepassingen bij hoge temperaturen)
Samengestelde/gradiëntmaterialen: Meerlaagse heterogene structuren kunnen tegelijkertijd de elektrische geleidbaarheid en de thermische geleidbaarheid optimaliseren, waardoor het Joule-warmteverlies wordt verminderd.
III. Innovaties in het constructiesysteem
1. 3D-ontwerp van een thermopile
Gebruik verticale stapeling of geïntegreerde microkanaalstructuren om de koelvermogensdichtheid per oppervlakte-eenheid te verhogen.
De cascade TEC-module, Peltier-module, Peltier-inrichting en thermo-elektrische module kunnen ultralage temperaturen van -130℃ bereiken en zijn geschikt voor wetenschappelijk onderzoek en medische invriezing.
2. Modulaire en intelligente besturing
Geïntegreerde temperatuursensor + PID-algoritme + PWM-aansturing, voor een zeer nauwkeurige temperatuurregeling binnen ±0,01℃.
Ondersteunt bediening op afstand via het Internet der Dingen, geschikt voor intelligente koelketens, laboratoriumapparatuur, enz.
3. Gezamenlijke optimalisatie van thermisch beheer
Verbeterde warmteoverdracht aan de koude zijde (microkanaal, faseveranderingsmateriaal PCM)
Het hete gedeelte maakt gebruik van grafeen-koelplaten, dampkamers of microventilatorarrays om het knelpunt van "warmteophoping" op te lossen.
IV. Toepassingsscenario's en -velden
Medische en gezondheidszorg: thermo-elektrische PCR-instrumenten, thermo-elektrische koellaserapparaten voor schoonheidsbehandelingen, gekoelde transportdozen voor vaccins
Optische communicatie: temperatuurregeling van de 5G/6G optische module (stabilisatie van de laser golflengte)
Consumentenelektronica: Koelclips voor mobiele telefoons, thermo-elektrische koeling voor AR/VR-headsets, mini-koelkasten met Peltier-koeling, thermo-elektrische wijnkoelers, koelkasten voor in de auto
Nieuwe energie: Cabine met constante temperatuur voor drone-accu's, lokale koeling voor cabines van elektrische voertuigen.
Ruimtevaarttechnologie: thermo-elektrische koeling van infrarooddetectoren in satellieten, temperatuurregeling in de gewichtloze omgeving van ruimtestations.
Halfgeleiderproductie: Nauwkeurige temperatuurregeling voor fotolithografiemachines en wafertestplatforms
V. Huidige technologische uitdagingen
Het energierendement is nog steeds lager dan dat van compressorkoeling (de COP is meestal lager dan 1,0, terwijl compressoren een COP van 2-4 kunnen bereiken).
Hoge kosten: Hoogwaardige materialen en nauwkeurige verpakking drijven de prijzen op.
De warmteafvoer aan de warme kant is afhankelijk van een extern systeem, wat de mogelijkheden voor een compact ontwerp beperkt.
Betrouwbaarheid op lange termijn: Thermische cycli veroorzaken vermoeidheid van de soldeerverbindingen en materiaaldegradatie.
VI. Toekomstige ontwikkelingsrichting (2025-2030)
Thermoelektrische materialen bij kamertemperatuur met ZT > 3 (theoretische limietdoorbraak)
Flexibele/draagbare TEC-apparaten, thermo-elektrische modules, Peltier-modules (voor elektronische huid, gezondheidsmonitoring)
Een adaptief temperatuurregelsysteem gecombineerd met AI
Groene productie- en recyclingtechnologie (vermindering van de ecologische voetafdruk)
In 2025 evolueert thermo-elektrische koeltechnologie van "niche en precieze temperatuurregeling" naar "efficiënte en grootschalige toepassing". Door de integratie van materiaalkunde, micro- en nanobewerking en intelligente besturing wordt de strategische waarde ervan in gebieden zoals CO2-neutrale koeling, zeer betrouwbare warmteafvoer van elektronica en temperatuurregeling in speciale omgevingen steeds prominenter.
TES2-0901T125 Specificatie
IMAX: 1A
Umax: 0,85-0,9V
Qmax: 0,4 W
Delta T max: >90 C
Afmetingen: Basisgrootte: 4,4 × 4,4 mm, bovenzijde: 2,5 × 2,5 mm.
Hoogte: 3,49 mm.
TES1-04903T200 Specificatie
De temperatuur aan de warme kant is 25 °C.
IMAX: 3A
Umax: 5,8 V
Qmax: 10 W
Delta T max: > 64 C
ACR: 1,60 Ohm
Afmetingen: 12x12x2,37 mm
Geplaatst op: 8 december 2025
