介绍"热"和"冷"是我们用来描述热的存在（或不存在）的词。热量最好被描述为包含在其他东西中的能量。因此，在大部分热量消散后，一杯热咖啡比一小时后的同一杯咖啡更有能量。构成"热"的能量是原子的动能。因此，如果咖啡杯中的原子移动得非常快，那么咖啡就是"热的"。当原子减速时，咖啡变得"冷"。如果原子变得足够冷，以至于它们不再快速移动，咖啡就会冻结成固体。
虽然固体中的原子往往相对不动，但它们中的电子总是在移动。在高于绝对零度（-273°C）的任何温度下，电子不断运动，与周围原子的电子迅速交换位置，特别是在金属中。
根据温度的不同，电子具有更高或更低的能量。低能电子是"冷的"，而高能电子是"热的"，并且移动得更快。用电子发电涉及提供热量以产生高能电子，鼓励高能电子向一个方向移动，并引入低能电子以在完整的电路中取代它们。
是什么让Power Chips与众不同？还有其他众所周知的技术，它们使用电子迁移来发电。这些属于"热电"的范畴，自1834年发现珀尔帖效应以来一直在研究。这些技术都使用特殊的材料和几何形状来鼓励高能电子向一个方向迁移，从而产生电流。热电的最大问题是，虽然电子在一个方向上携带能量，但材料本身通过传导热返回大部分能量。
功率芯片是不同的，因为电子必须穿过间隙，这提供了出色的隔热性能。因此，预计功率芯片将具有极高的运行效率，比热电器件高出一个数量级。
电子如何在间隙中移动？让大量电子流过间隙的困难在于，电子不容易离开它们的位置进入新的空间。有两种机制可以使电子穿过间隙："隧穿"和"热离子发射"。隧穿是一种量子物理效应，只能在非常短的距离内工作，大约为1-10纳米，这对于中高温设备来说是不切实际的。
热离子发射在1 - 3μm的间隙宽度下效果最佳，这更容易维护。能够离开表面的电子量主要取决于电极的温度和材料特性。这些属性定义了"功函数"（wf），即释放电子并将其移离表面以便它可以移动到其他地方所需的工作量。工作功能在科学和工程文献中已经讨论了一个世纪，在现代技术的大多数领域都具有日常的现实意义。通常，大多数金属的工作函数为3 - 5 eV（电子伏特）。这需要热侧的温度超过1，000°C才能获得相当大的电流。
Power Chips plc已经开发并获得了一种降低工作功能的方法的专利。这种方法称为Avto效应™，允许我们使用标准纳米技术方法蚀刻独特的表面图案来改变材料的电子特性。Avto效应是通过将导电材料薄膜放在绝缘体上，然后在其上蚀刻特定的波纹纳米级图案来证明的。这种模式降低了材料的电子功函数，使电子更容易从源表面蒸发并进入相反的表面 - 从而产生电流。
降低的功函数意味着材料可以在较低的温度和/或较低的施加电压下发射电子。这意味着Power Chips可用于从广泛的商业，工业，住宅和自然热源中收集热量。然后，功率芯片通过利用我们轻松地将电子从功率芯片的加热侧移动到集电极侧的能力，将这种热能转换为电流。这将使发电能够使用简单，固态，高效和非机械的发电系统。
技术优势与传统的内燃机或涡轮机系统相比，功率芯片技术具有许多显着的优势。基于传统系统的发电机体积庞大、复杂，需要频繁维护。这些技术已经存在了100多年，并且主导着市场，仅仅是因为到目前为止，大多数应用还没有可行的替代方案。
从技术角度来看，Power Chips与现有系统相比具有许多优势。Power Chips技术将为市场提供一种核心技术，即轻巧，模块化，静音，高效且几乎不含有害排放物。此外，基于Power Chips技术的发电解决方案在大规模生产中，制造成本应比现有解决方案低得多。与其他热离子器件相比，功率芯片将提供功率密度、效率和灵活性的新维度。作为坚固耐用的固态器件，Power芯片将安装在对物理要求甚至极端要求苛刻的环境中 - 适用于需要电源但目前没有实际方法来产生电源的应用。电源芯片原型是外观类似于计算机芯片的小型电子设备。当一个热源施加到一侧时，当高能电子穿过分隔两侧的1至3微米的间隙时，在另一侧产生电流。我们预计每平方厘米的有效表面积产生约20安培的电流。这相当于约10 W/cm2发电量1。
Power Chips 将实现哪些功能？一个更好的问题可能是，Power Chips无法实现什么。工业过程和现代机器每时每刻都在排放和消散大量的热能。它们已经存在了一个多世纪。Power Chips将提供唯一低成本，灵活，高效率的技术，开始回收这些废热并将其转化为有价值的电力。
作为固态器件，电源芯片将被放置在最恶劣和最苛刻的环境中，而不必担心机械故障或密集维护。最终，Power Chips将通过回收人体热量并为任何可能需要的设备提供电力来发电：手机充电器，应急收音机或夜视镜，以选择一些明显的例子。从喷气发动机机舱内部到战斗士兵的"动力背心"，Power Chips将随时准备在热流淌的任何地方产生能量。Power Chips技术即将引起人类生产，使用和思考权力的方式的范式转变。
综上所述，Power Chips技术具有以下吸引人的属性：
效率：功率芯片可以达到卡诺（理想）效率2的50%以上，而单级发电厂的最大效率为36%，传统两级电力系统的最大效率为50-60%，热电设备最高可达5-8%。
重量：芯片重量轻，便于移动和安装。
大小：功率芯片非常紧凑，可在小型封装中实现高功率。
单纯：电源IC没有移动部件，启动时没有电涌或滞后。
耐用性：作为固态器件，功率芯片在机械和热要求苛刻的环境中具有很高的弹性。
模块性：可以轻松交换设备。同样，由于大型应用将被设计为使用许多可单独更换的电源IC阵列，因此与具有单点故障的传统发电系统相比，灾难性故障的可能性要小得多。
集成成本：该技术设计允许将单个基本单元应用于许多不同的最终用途应用。电源IC技术的应用仅因工作温度范围、系统中安装的电源IC数量以及每个芯片的发电能力瓦数而异。
环境效益：Power Chips几乎可以使用任何燃料源，并且不会产生噪音或振动。它们被设计为环保的，因为作为回收废热的附加组件，不需要额外的热源来显着增加现有设施的输出。
我们期望每个电源IC的输出电压约为0.5伏。在 20 A 电流下，每cm2的功率芯片的功率输出为20A * 0.5V=10W。
卡诺循环描述了物理定律允许的最完美的热泵。实际效率将根据当前温度条件而变化，但卡诺方程将始终显示给定这些条件理论上可以达到的最大效率。
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