Submicrometer-Gap Thermionic Power Generation Based on Comprehensive Modeling of Charge and Thermal Transport

نویسندگان

چکیده

This paper presents the comprehensive performance analysis of thermionic power generation when interelectrode vacuum gap shrinks to submicron range. Although reducing has been suggested as an effective approach mitigate space-charge accumulation in thermionic-energy-conversion (TEC) devices, previous theoretical works have predicted optimal distance single-digit micrometer However, we demonstrate that nanoscale charge and thermal interactions between electrodes, such Schottky barrier lowering due image perturbation near-field enhanced radiative heat transfer, significantly affects TEC within gap. Carefully conducted energy-balance reveals submicron-gap at $d\ensuremath{\approx}700$ nm can produce approximately fourfold increase output with a higher energy conversion efficiency than micron-gap under same operating condition. In addition, significant heating collector system be beneficially used further enhance by combining bottom-cycle engine. We believe present work provides framework for promising recycling scheme high-quality sources.

برای دانلود باید عضویت طلایی داشته باشید

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

Performance Modeling of Power Generation System of a Thermal Plant

The present paper discusses the development of a performance model of power generation system of a thermal plant for performance evaluation using Markov technique and probabilistic approach. The study covers two areas: development of a predictive model and evaluation of performance with the help of developed model. The present system of thermal plant under study consists of four subsystems with...

متن کامل

application of upfc based on svpwm for power quality improvement

در سالهای اخیر،اختلالات کیفیت توان مهمترین موضوع می باشد که محققان زیادی را برای پیدا کردن راه حلی برای حل آن علاقه مند ساخته است.امروزه کیفیت توان در سیستم قدرت برای مراکز صنعتی،تجاری وکاربردهای بیمارستانی مسئله مهمی می باشد.مشکل ولتاژمثل شرایط افت ولتاژواضافه جریان ناشی از اتصال کوتاه مدار یا وقوع خطا در سیستم بیشتر مورد توجه می باشد. برای مطالعه افت ولتاژ واضافه جریان،محققان زیادی کار کرده ...

15 صفحه اول

wind farm impact on generation adequacy in power systems

در سال های اخیر به دلیل افزایش دمای متوسط کره زمین، بشر به دنبال روش های جایگزین برای تامین توان الکتریکی مورد نیاز خود بوده و همچنین در اکثر نقاط جهان سوزاندن سوخت های فسیلی در نیروگاه های حرارتی به عنوان مهم ترین روش تولید توان الکتریکی مطرح بوده است. به دلیل توجه به مسایل زیست محیطی، استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر در سال های اخیر شدت یافته است. نیروگاه های بادی به عنوان یک منبع تولید توان...

15 صفحه اول

Modeling and Prioritizing Iran's Thermal Power Plant Development Policies Based On Environmental Constraints

Iran is ranked as the ninth largest greenhouse gas producer in the world, with an annual emission of nearly 180 million tons of CO2 by thermal power plants.. The purpose of this research is to simulate and optimize the optimal economic and environmental load dispatch and a portfolio of efficiency improvement strategies on both supply and demand sides in MT1, MT2, and EEP scenarios in using the ...

متن کامل

Modeling of Space-Charge Effects in 3D Thermionic Devices

Photon-enhanced thermionic emission (PETE)[1] appears as a promising technology for electric power generation from renewable resources. Its combination of photovoltaic and thermionic effects leads to devices which can operate at high temperature through thermionic emission still exploiting efficient electrons promotion through a semiconductor band gap when it is chosen as a cathode. However, th...

متن کامل

ذخیره در منابع من


  با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ژورنال

عنوان ژورنال: Physical review applied

سال: 2021

ISSN: ['2331-7043', '2331-7019']

DOI: https://doi.org/10.1103/physrevapplied.15.024062