MIT: новый способ использования тепловой энергии
Категории: Техника » Наука
Исследователи из Масачусетского технологического института (MIT) совместно с учеными Стенфорда нашли новый способ превращения тепловой энергии, выделяемой при утилизации отходов, в электричество. Особенно этот способ эффективен в ситуации небольшой температуры - не более 100° С. Для данной технологии используются широко доступные материалы. Этот способ может быть особо эффективен на больших предприятиях по переработке отходов, а так же на электростанциях, где много тепловой энергии рассеивается без малейшей пользы.
Категории и теги: Техника » Наука » MIT, Стенфорд, Температура, Генератор, Термогальваника.
Согласно Агенству по Охране окружающей Среды Соединенных Штатов, третья часть энергии потребляемой промышленностью в Штатах приходится на тепло. Мы будем в большом плюсе, если используя новую технологию получится вернуть хоть небольшую часть этого тепла обратно.
Ученые вновь обратили свой взор на термоэлектрические материалы, которые, как вариант, способны генерировать электричество при контакте с высокой температурой. Однако этот подход выявил две проблемы. Во-первых, конструкция таких генераторов предполагает наличие редких материалов. Здесь имеется в виду, что такие материалы в большей степени дорогие, и их не возможно применить в промышленных масштабах. Во-вторых, в ситуации, когда выделяемая источником температура находится в пределах разницы в десятки градусов с окружающей средой, а таких ситуаций большинство, то эффективность термоэлектрических материалов очень мала. Никто не будет заморачиваться с дорогим генератором с КПД в 0.5 процента.
Исследователи из MIT и Стенфорда во главе с профессором Ган Ченом разработали иной подход. Этот способ использует преимущества термогальваники, которая описывает своеобразные "отношения" между температурой батареи и напряжением, при котором зарядка становится более эффективной.
Ученые соорудили систему, которая поглощает температуру возрастающую при зарядке батареи. Из-за применения термогальванического эффекта, теперь батарея может заряжаться более низким напряжением чем обычно для этого требуется. Потом батарея остывает полностью, и низкая температура позволяет батарее выделить более высокое напряжение, чем то, которым она была заряжена. Тем самым высвобождая большее количество энергии, чем в нее вложили. Такая разница в энергии генерируется рассеиваемым теплом.
Идея использовать термогальванический эффект для генерации электричества первоначально была предложена еще в 50-е годы, тогда этот способ продемонстрировал эффективность на уровне 50% от лимита Картота.
По сравнению с оригинальной системой, Чен и его коллеги смогли достичь возможность собирать энергию на значительно меньшей разнице температур с относительно высокой эффективностью(при разнице температур всего в 50° С эффективность составила 5,7 процента). Это значит, используя легко доступные материалы такие, как медь, все это может работать в больших масштабах. И наконец эта система проста в производстве, и посему может изготавливаться на уже имеющихся мощностях производства батарей.
На данном этапе ученые пытаются решить проблему с низкой плотностью мощности - 1,2 Вт/Кг по сравнению с термоэлектрическими материалами цикл батареи составляет всего один час, а значит она нуждается в тестировании, чтобы найти способ обеспечить ей более длительный срок службы.
Статья ученых, описывающая результаты исследования, опубликована в журнале Nature Communications.
Теги: MIT, Стенфорд, Температура, Генератор, Термогальваника
Категория: Техника » Наука
| 24-05-2014, 00:03 | Просмотров: 3 443 | Комментарии (0)
