Компанія «Комацу» та її діяльність

Abstract

У рамках проекту NEDO «Розробка вдосконалених систем термоелектричного перетворення» компанія Комацу займалася дослідженнями й розробками Bi-Te, силіцидів і каскадних модулів на їхній основі впродовж 5 років аж до березня 2007 року. На шляху до досягнення ККД перетворення 15% за температури гарячої сторони Tгар =580 °C і температурі холодної сторони Tхол=30 °C отриманий проміжний результат 12%. Після цього основними завданнями були проектування модулів і підбір матеріалів для підвищення їхньої довговічності. Модуль на основі Bi-Te, що добре зарекомендував себе як охолоджувач Пельтьє, був адаптований для генерування. Він мав ККД перетворення вище 7.8% за Tгар =280 °C і Tхол =30 °C і добру відтворюваність цього результату. За проектом NEDO компанія Комацу розпочала дослідження силіцидних матеріалів, а також виготовлення модулів. Характеристики силіцидних модулів, що використають Mg-Si n-типу й Mn-Si р-типу, постійно поліпшуються завдяки не тільки зростанню значень Z матеріалів, але й удосконаленій технології виготовлення модулів. Так, за Tгар=550 °C і Tхол=30 °C зберігається ККД вище 8%. З окремих модулів створили каскадний варіант і досягнуті характеристики майже відповідали очікуваним. Фактично було досягнуто ККД 12.1% за Tгар =550 °C і Tхол =30 °C. На основі цих досягнень 27 січня 2009 року компанія Комацу оголосила про промислове виробництво й продаж термоелектричних генераторних модулів із застосуванням сплавів Bi-Te дочірньою компанією Комацу - KELK Лтд.

В рамках проекта NEDO «Разработка усовершенствованных систем термоэлектрического преобразования» компания Комацу занималась исследованиями и разработками Bi-Te, силицидов и каскадных модулей на их основе на протяжении 5 лет вплоть до марта 2007 года. На пути к достижению КПД преобразования 15% при температуре горячей стороны Tгор =580 °C и температуре холодной стороны Tхол=30 °C получен промежуточный результат 12%. После этого основными задачами были проектирование модулей и подбор материалов для повышения их долговечности. Модуль на основе Bi-Te, хорошо зарекомендовавший себя в качестве охладителя Пельтье, был адаптирован для целей генерирования. Он имел КПД преобразования выше 7.8% при Tгор =280 °C и Tхол =30 °C c высокой воспроизводимостью этого результата. По проекту NEDO компания Комацу приступила к исследованиям силицидных материалов, а также изготовлению модулей. Характеристики силицидных модулей, использующих Mg-Si n-типа и Mn-Si р-типа, постоянно улучшаются благодаря не только росту значений Z материалов, но и усовершенствованной технологии изготовления модулей. Так, при Tгор=550 °C и Tхол=30 °C сохраняется КПД выше 8%. Из отдельных модулей создавали каскадный вариант и достигнутые характеристики почти соответствовали ожидаемым. Фактически было достигнуто КПД 12.1% при Tгор =550 °C и Tхол =30 °C. На основе этих достижений 27 января 2009 года компания Комацу объявила о промышленном производстве и продаже термоэлектрических генераторных модулей с применением сплавов Bi-Te дочерней компанией Комацу – KELK Лтд.

Under NEDO project The Development for Advanced Thermoelectric Conversion System, Komatsu Ltd. involved in R&D for Bi-Te, silicide and their cascading modules for 5 years up to March, 2007. Aiming to 15% of conversion efficiency under the hot side Th=580 °C and the cold side Tc=30 °C 12% as midterm target was already well attained. After that, module designing as well as materials tuning were the major topics in terms of superior durability. Bi-Te module, which is well established as Peltier cooler, was adjusted to be suitable for generation purpose. So far, better than 7.8% of conversion efficiency with Th =280 °C and Tc=30 °C was obtained and reproducibility was also well confirmed. Komatsu started investigation for silicide materials as well as module fabrication together with this NEDO project. The performance of silicide module using n-type Mg-Si and p-type Mn-Si are being steadily improved due to not only the elevation of Z-values of the materials but also maturity of module fabrication technique. Then, better than 8% of efficiency has been maintained at Th=550 °C and Tc=30 °C . Besides each single module, the cascading one was successfully stacked and the performance was achieved almost as expected. 12.1% with Th=550 °C and Tc=30 °C was actually accomplished. Based on those achievements in 27 January, 2009, Komatsu Ltd. announced to launch the commercial production and sales of thermoelectric generating modules using Bi-Te alloys through KELK Ltd., which is wholly owned Komatsu's subsidiary.