天南地北
結露水是大自然的物理現象，無人可以逃避它。由三個因素決定結不結露，(1)物件溫度(2)環境溫度(3)環境相對濕度。本欄提供結露對照表供各位參考。 環境相對濕度愈高，愈容易結露。物件溫度比環境溫度愈低，愈容易結露。。
這有何稀奇，使用太陽能電池不就得了嗎?這一次你答錯了。有的手錶戴在手上，是見不到陽光的。它使用溫差發電晶片。利用手臂的體溫來發電。日本精工錶最近開發出來的商品。
歐洲著名醫療儀器研發中心 IMEC 推出最新的腦波檢驗儀器。該儀器非常輕巧，直接貼覆在患者的額頭上，利用無線電把腦波信號傳送到電腦資料處理中心。
該儀器具有獨立自給自足電源，不需外部電源。它利用患者體溫來發電。一種薄膜型的發電晶片就派上用場。但是靠體溫發電會有一個死角，當環境溫度與體溫接近時，電力就會不足。所以實際上是體溫發電與太陽光發電混合的供應電源。
連結網址：http://www.azonano.com/news.asp?newsID=12405
矽質散熱膏的成份是由特殊研磨金屬粉末與矽油攪拌成膏狀。一般市售散熱膏都屬矽質系列。如果使用散熱膏的地方有非常精細的電路，又是密閉的空間，那要請你注意以下說明。矽油是會揮發的。揮發之後，因為在密閉的空間，它並未消失。遇有機會，它會在別處再凝結，因而造成電路故障。針對此缺失，因而有非矽質散熱膏的問市，它的價格較貴。如果你使用散熱膏之處沒有精細的電路，又不是密閉的空間，那可放心使用矽質散熱膏。讀者會問，矽油揮發之後，熱傳導接觸面是否變壞了呢？答案是不會，因為金屬粉末還是停在原處，原封不動。
各位讀者請看下列一則新聞報導。
台達電與德國巴斯夫合作開發磁制冷技術 冷氣節能高達50%
【鉅亨網記者葉小慧 台北】 德國巴斯夫 (BASF) 與台達電 2308(TW) 今 (28) 日共同宣布，雙方將合作利用先進的磁制冷技術，開發 出更環保的新型冷卻系統，進而取代冰箱及空調系統中 的傳統壓縮機技術。此外，磁制冷卻技術更可應用於廢 熱回收，雙方也將共同開創磁熱發電機的新商機。台達 電強調，這次合作將主要集中在材料與模組的研發上。巴斯夫化學工程與研究總裁 Rainer Diercks 表示 ，這項合作開發的關鍵，來自於巴斯夫在材料及製程研 發的專長、國際知名的代爾夫特工業大學基礎研究的科 學家，以及與世界級電源管理技術的專家台達電子緊密 的合作。
Rainer Diercks 指出，巴斯夫已開始生產此一特殊 且具經濟效益的材料，與傳統材料相較，這種材料可以 於更低的工作溫度下，呈現出磁制冷效果，因此可作更 加廣泛的應用。
台達電副董事長暨執行長海英俊表示，雙方的合作 與台達企業經營使命「環保、節能、愛地球」的美好未 來理念一致，巴斯夫的材料加上台達電的電源節能管理 方案與系統整合的核心技術，必將開發出更多環保、節 能的新應用與商機。
以磁制冷效果為基礎的冷卻系統可大幅減少能耗。 台達電指出，磁制冷技術無需傳統氣態式冷媒，因此相 對於使用傳統式壓縮機的冰箱，它比較安靜，振動也較 少。因為它體積小巧，可適用於所有傳統家用冰箱及商 業應用，例如電腦冷卻系統或空調。
早在 1880 年，德國物理學家埃米爾沃伯格就發現 ，當磁鐵材料引入磁場時會升溫，移出時則自動冷卻。 雖然磁場的冷卻系統早在 1930 年代就已出現，但至今 卻仍然停滯在實驗室階段。
現在，磁制冷技術中的新材料及更高效能的永磁體 ，使得磁制冷系統能發揮更大作用。而在常溫環境下， 即使在微弱的磁場也能產生特別大的溫差，透過熱交換 系統以達成冷卻效果。台達電認為，結合此技術可開發 出應用於冷氣、冰箱等家用電器使用的小型冷卻機。
「我們現在已經擁有完備的技術，需要的是開發日 常生活中可節能的冷卻系統產品。」專責協調材料優化 ，產品設計及生產製程巴斯夫新事業投資有限公司的總 經理Thomas Weber博士表示，「據材料研究學者的初步 預估，使用磁制冷技術的冷卻系統來替代傳統冰箱壓縮 機，能源消耗最多可減少50%。
磁制冷技術要能進入商業應用的前提，是充裕的原 料供應，及價格條件可被市場接受。巴斯夫正在研究化 學性質穩定的錳鐵混合物正具有這些特點，除了具有體 積膨脹小，且磁制冷效果非常好的特色，同時這些材料 的生產成本比使用金屬釓(Gadolinium)和釓鹽的材料更 便宜。而這項技術及材料的應用，即將進入工業量產階 段。
當今磁制冷研究領域中，主要的目標之一，就是尋 找各種新的應用產品，包括從工業用的超低溫冷凍、汽 車空調到電子零件和冰箱用的小型冷卻系統。例如冰箱 ，就大約占家庭總能耗的1/5。
以下文字非新聞內容，而是筆者加註內容：磁制冷的理論基礎比熱電制冷的理論基礎更早出現，但是只停滯在實驗室階段。很高興看到現在向前跨出一大步。
有一位同業，他的產品使用的致冷晶片為TEC1-12706，40mm*40mm*3.9，最大冷凍力Qmax為52W。他嫌產品的冷凍力不夠。因此向本公司買了最強的致冷晶片Drift-0.8 40*40*3.1 Qmax172W。他拆開產品，取下舊的晶片，換上最強的致冷晶片，他得到的答案卻是效果更差。問題出在散熱器。最強的致冷晶片要與最強的散熱器互相搭配，才能發揮效果。如果散熱器太小，熱散不出去，它又倒流回到冷面。效果反而更差。
有些型號不同的晶片，它們其實一模一樣，只是晶片厚度不同，展現的致冷力也不同。例如TEC1-127.05, TEC1-127.06 與 TEC1-127.08。或是DRIFT-1.5,DRIFT-1.2, DRIFT-1.15, DRIFT-1.05 與 DRIFT-0.8。晶片厚度不同，對製造商的成本是相差無幾。晶片薄一點，整片晶片的電阻小一點。通電後，電流大一點。因此展現的致冷力也就大一點。但是另有你可能不知的一面。請看下題。
晶片通電後，在冷面產生的冷氣，有一部份又透過晶粒回流到熱面來。回流的大小與兩個因素有關(1)晶片厚度(2)冷熱面的溫差。因此當冷熱面的溫差昇高後，薄的晶片回流的冷氣也隨著昇高。換句話說，當冷熱面的溫差昇高後，厚晶片的表現反而比較好。
晶片太厚，晶片電阻變大。晶片消耗的電功率 I2R 也隨著變大。整個晶片的能源效率(C.O.P.)又變差了。所以晶片不可太薄，也無法太厚。
依用途而定。如是生物細菌培養箱，溫度要維持在20℃，室內溫度為27℃，差溫只有7℃。此時可選用薄的晶片。如是胚胎精子冷凍庫，溫度要維持在負20℃，室內溫度為27℃，差溫達47℃。此時可選用厚的晶片，或是最大溫差值DT(max)較高的晶片。在此順便推荐兩片高效能晶片：
DRIFT-0.8 最大致冷力 172W NASA品質水準
FROST-74 最大溫差值 74℃ NASA品質水準
螺絲鎖太緊，晶片會破裂。螺絲沒鎖緊，接觸面會不良。怎麼辦呢？製造商都會提供晶片承受壓力的範圍。但是要把壓力轉換成螺絲扭力，如何計算，也不是容易的事。在此提供一個簡單可行的方法，讓大家參考。一般 致冷器組合的結構如下圖所示。其中會有一片彈簧開口華司(STEEL LOCKWASHER)。當彈簧開口華司變成平整無間隙時，就要停止鎖螺絲。此時晶片承受的壓力，會是讓你放得下心的壓力。 如果繼續鎖螺絲，很可能超過壓力，晶片就會破裂。
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如果你要進一步深入致冷晶片製造技術的領域，你將會常常看到這個文字符號"Ｚ"。它是代表晶粒材料的質優值(Figure-of-Merit)。數值愈高，代表材質愈 優秀。
致冷晶片的致冷力與電流成正比。晶粒材質的賽貝克系數(Seebeck Coefficient) α 決定致冷力的大小。除了追求高值的 賽貝克系數(Seebeck Coefficient) α 之外，也要有高值的導電率 σ 以及低值的導熱率 κ。高值的導電率 σ ，可以降低因為電阻消耗而產生的熱量。低值的導熱率 κ 可以保住冷面的冷凍力，不要讓它輕易的回流到熱面。
質優值(Figure-of-Merit)的數學式 Ｚ＝α²σ／κ
如上題所述，致冷晶片的致冷力與電流成正比。但是電阻消耗而產生的熱量卻是與電流的平方成正比。可以想見，當電流大到某個程度，後者勢必超越前者。換句話說，當電流超過某個數值，致冷晶片的致冷力 反而下降。剛才所提的電流數值，就是所謂的最大電流值 Ｉ(max) 。致冷力"Ｑ"與電流"Ｉ"的關係如下圖所示。
一般 致冷晶片的工作電流 約為 最大電流值 Ｉ(max) 的40%至80%左右。不要太靠近100%。如果 太靠近100%，除了需要較大的電源供應之外，也需要較大的散熱器。但是你相對獲得的致冷力有限。建議你設定工作電流 為 最大電流值 Ｉ(max) 的70% 。
如果你確信電壓還在，電流也有，最有可能的問題是散熱器不夠大。最顯著的徵兆是散熱片溫度很高。
其實剛開始時，散熱片溫度與室溫相同，致冷晶片的致冷功能也是正常運作。只是因為散熱器不夠大，散熱片溫度慢慢提昇。當散熱片溫度居高不下時，冷面的溫度也冷不到你想要的溫度。
如果你確信電壓還在，電流也有，最有可能的問題是散熱器實在太小了。
其實剛開始時，散熱片溫度與室溫相同，致冷晶片的致冷功能也是正常運作。只是因為散熱器實在太小了，散熱片溫度迅速提昇。散熱片無法消化很大的熱量，熱能只有倒流回到冷面。所以你會感覺到兩面都是熱的 。
大多數 製造商的詳細規範書都會標示。使用的英文名稱是MTBFs(mean time between failures)。最常見的標示是200,000小時。換算為天數是8,333天。換算為年數是22.8年。當然，這樣的壽命標示是含有但書。也就是說，必須在良好的情況下運作，不可虐待它 。隨著虐待的輕重，它的壽命隨著縮短。
虐待在何處？殺手在那裡？現在讓它一一現形。
| 發電晶片碰到了諾貝爾和平獎得主是會冒出火花。印度有一位銀行老闆是諾貝爾和平獎得主。他的銀行(Sewa 銀行
)專辦小額貸款，貸放的對象是貧窮但有創業意願的人士。相信各位對此新聞不會陌生。 美國科羅拉多州立大學有一個專題研究計劃。要用燒木頭結合發電晶片來發電。這樣的發電火爐要賣給印度沒有電力的邊遠貧窮居民。協助貧窮居民可以聽收音機、看電視、改善夜間照明。Sewa 銀行會提供貸款，以協助貧窮居民購買這樣的發電火爐。 詳細內容請上此網址 http://www.denverpost.com/business/ci_5121611
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| 美國BioLite公司發電火爐的樣貌 |
美國 The Aerospace Corporation的 Richard Welle先生獲得 2005年第 24屆國際熱電致冷協會年度大會最佳致冷晶片應用獎。他使用致冷晶片替代傳統的微細液流開關閥。
致冷晶片可把微細導管中的液態流體急速冷凍成固體，也可以快速解凍。冷凍與解凍就取代開關閥的功能。因為它完全是電子式，沒有機械磨損，因此非常耐用好用。
以下是英文版有關報導。
Valves for microfluidic systems have, for various reasons, proven to be difficult to fabricate, cumbersome to operate, and/or unreliable. We have explored the performance of a novel microfluidic valve formed by creating a flow channel past a Peltier junction. Using the Peltier junction as a thermoelectric cooler causes the fluid in the valve to freeze, forming a plug that blocks flow through the valve. This type of valve is fundamentally leak-free, has no moving parts, and is electrically actuated. We have fabricated several experimental prototypes and evaluated their performance. We find that they are reliably capable of closing in less than 100 ms, and of opening substantially faster.
＊美國NASDAQ(那斯達克)股市2007年6月21日按鈴收盤
美國 AMERIGON公司 (NASDAQ股市代號ARGN)總裁 Daniel Coker先生獲邀主持2007年6月21日按鈴收盤典禮儀式。AMERIGON公司採用致冷晶片的技術，專門從事汽車冷暖坐墊的生產銷售。
AMERIGON公司成立於1999年。至今已賣出三百萬套產品。單是去年的業績達72萬套。股價從去年的$8.68漲至目前的$16.23。用常用的術語來說「翻兩 番」。真 叫投資人羨慕不已。
本欄刊出這一則新聞的目的，是提醒台灣的企業投資人士，這兒有一塊大餅，想要分食並不困難。
AMERIGON公司網址 http://www.amerigon.com
為愛犬設計的冷暖床墊在市面上已可以買到。當然，它是採用致冷晶片的技術。
喜歡嗎？叫爸爸買給你。
訂購連結網址 http://www.hammacher.com/publish/74237.asp
美國波士頓大學與麻省理工學院在研發致冷晶粒的材質有重大突破。近期新聞媒體頗多報導。使用奈米科技把致冷晶粒材質的導熱系數 (thermal conductivity)降低，導電系數(electrical conductivity)與塞貝克系數 (Seebeck Coefficient)維持不變。大幅提高材質的 "Z" 值，也就是說，大幅提高致冷的效率。
也許再過一年或兩年，你我手上拿的致冷晶片就是與現在的致冷晶片大不相同。各位相關業者、研發人員、教授、莘莘學子們不可不知。
報導標題：Big thermoelectric efficiency gain noted
連結網址：http://www.upi.com/NewsTrack/Science/2008/03/26/big_thermoelectric_efficiency_gain_noted/3898/
報導標題：Boston
College, MIT researchers achieve dramatic increase in thermoelectric efficiency
連結網址：http://nanotechwire.com/news.asp?nid=5697
報導標題：Nanotech
boosts thermoelectric effect
連結網址：http://www.zpenergy.com/modules.php?name=News&file=article&sid=2822
報導標題：Nanotech to make better conductor
連結網址：http://www.chinapost.com.tw/international/americas/2008/03/22/148306/Nanotech-to.htm
January 13th, 2010 by Navin Israni
Do you often forget to water your plants? Well, no worries. Thanks to a concept design by Industrial designer Jacky Wu called Dew Drops. It uses a simple artificial funnel-shaped leaf that extracts water-vapor in the air and condenses it to water your plants using thermoelectric cooling.
All you need to do is, place the artificial leaf in your plant pot, power the leaf and within no time it should start watering your plant.
The concept and the design sure looks exciting, but I fail to get the benefit behind using the product :
Agreed that it does save good amounts of water for you and you don’t even have to leave your chair; however, the green benefits of Dew Drop seems to be very limited, unless electricity of your house / office is derived from a green energy source like solar et al.
Cant’ help but wonder how would wired plants in the garden look like! Nah, Not very natural.
We appreciate such efforts, but still would love
them to have a green touch at the same time as well.
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