مروري بر محدوديت‌هاي طراحي بهينه مبدل انرژي گرمايوني بر پايه گرافن

در اين مقاله ضمن مروري بر محدوديت‌هاي مبدل انرژي گرمايوني، راه‌حل‌هايي براي رفع اين محدوديت‌ها پيشنهاد مي‌شوند. يكي از مهم‌ترين محدوديت‌ها عدم دسترسي به مواد با تابع كار مناسب است. مي‌دانيم كه موادي با تابع كار كوچك‌تر قابليت گسيل الكترون بهتري دارند لذا از روش‌هايي براي پوشاندن اميتر با اين مواد استفاده مي‌شود. همچنين پوشش لايه كوانتومي فلزات نازك رشته شده روي اميتر يكي از روش‌هاي اثبات شده در كاهش تابع كار است. مشكل اساسي بعدي پديده نامطلوب بار فضايي است كه به علت دافعه بين الكتروني به وجود مي‌آيد و با جلوگيري از ايجاد جريان، بازده را به‌شدت كاهش مي‌دهد. در اين مقاله مدل جديدي از مبدل انرژي گرمايوني با كاتدي از جنس گرافن ارائه‌شده است و به بررسي و تحليل مشخصات اين مبدل و بهينه‌سازي عملكرد مبدل پرداخته‌شده است، به‌نحوي‌كه مناطق بهينه از بازده، چگالي توان، ولتاژ خروجي، جريان الكتريكي و دماي آند تعيين‌شده است. بازده ماكزيمم و چگالي توان محاسبه‌شده در دماهاي مختلف نشان مي‌دهند كه مبدل انرژي گرمايوني بر پايه‌ي گرافن عملكرد بهتري نسبت به مبدل انرژي گرمايوني بر پايه‌ي فلز دارد.