麻省理工研發全球首款“熱共振器”：靠溫差就能發電
2018-02-27 10:24:12 N麻省理工學院的一個研究小組開發了一種稱為熱諧振器的器件，該器件可以在一天中利用逐漸變化的環境溫度變化產生電力。科學家們多年來一直在試驗如何利用溫度波動作為能源來源。這些設備中的大多數都以熱電原理工作，這意味著它們利用材料兩側的溫差來產生電力。隨著熱量從較熱側流向較冷側，電荷載流子與其一起流動并產生電壓差，從而在該過程中發電。 但是，在所有這些應用中，溫差都需要相當大。現在，新技術在更長的時間段內逐漸發生更多的逐漸波動，使其能夠在一天中隨著溫度的自然變化而工作。這被稱為熱電效應。該研究的作者之一邁克爾·斯特拉諾說：“我們基本上是用整塊布來發明這個概念的。 “我們制造出了第一個熱諧振器，它可以放置在桌子上，從沒有什么東西的地方產生能量，我們一直被所有不同頻率的溫度波動所包圍，這些都是尚未開發的能源。” 熱共振器的有源部件是一種由銅或鎳制成的泡沫，注入相變蠟（稱為十八烷），該蠟在某些溫度下液化并固化。泡沫混合物被涂覆在一層石墨烯中，這是一種優秀的熱導體。總而言之，這種材料的特定組合使該器件具有非常高的熱膨脹性，這意味著它可以有效地將熱量吸收并釋放到周圍環境中。 基本上，熱量在設備的一側被捕獲，并緩慢地通過材料輻射到另一側，并存儲在中間的相變材料中。由于材料的一面總是比另一面冷，所以熱量會在試圖建立平衡時不斷前后移動。然后可以使用常規熱電系統收集這種能量。研究人員在16天內測試了這種材料的一個樣本。在那段時間內，每天的溫度波動高達10℃（18°F），系統能夠接通電源，產生350毫伏的電壓和1.3毫瓦的功率。它的性能超過了規格相同的熱釋電材料。 研究人員表示，該系統足以運行低功耗，遠程傳感器和設備，無需擔心電池。而且由于它利用了環境溫度的波動，它不受太陽能或風能等元素的束縛。
|
