Gør baggrundstemperaturvarme til energi

Hver gang vi konverterer energi fra en form til en anden, en del af den energi går tabt i form af varme. Det er meget svært at forsøge at få den energi tilbage, når den først går tabt for miljøet. Termoelektriske enheder kan ændre varmeenergi til elektricitet, og omvendt. Men for effektivt at fange energi fra varme, disse enheder skal typisk arbejde ved høje temperaturer med en stor temperaturforskel.

Nu har forskere centreret ved Japans universitet i Tsukuba udviklet en ny form for termoelektrisk system, der kan udnytte små energiforskelle ved lave temperaturer. De rapporterede for nylig deres resultater i Applied Physics Express .

"Termoelektriske batterier som vores er blevet foreslået før, men de har været baseret på væskebaserede celler, som er upraktiske for virkelige applikationer. Vi skabte en tyndfilmsenhed, der fungerer efter det samme princip, men med to typer fast redoxmateriale, der producerer en ændring i potentialeforskellen i cellen over en opvarmnings- og afkølingscyklus, "siger første forfatter Takayuki Shibata.

Ændring af temperaturen ændrer forskellige lagers evne til at holde på elektroner. Hvis et lag har en større affinitet for elektroner end et andet, dette skaber en potentiel forskel. Strømmen af ​​elektroner fra det ene lag til det andet kan derefter udnyttes til at udføre arbejde, når cellen udlades, på samme måde som et normalt batteri fungerer.

Forskerne testede deres enheder til at høste spildvarmeenergi nær stuetemperatur. Deres enhed producerede en elektrisk energi på 2,3 meV pr. Varmecyklus mellem omkring 25 og 50 grader Celsius. Dette resultat afspejlede en effektivitet på omkring 1,0 procent, selvom det teoretiske maksimum for denne enhed bør være omkring 8,7 procent.

Tilsvarende forfatter Yutaka Moritomo siger, "Vi har stadig et stykke arbejde at gøre med at forbedre effektiviteten, men vi forventer, at disse problemer vil blive overvundet ved at optimere anoden og katodematerialerne. Vigtigere, vi har vist, at termoelektriske batterier i fast tilstand er levedygtige, og vores filmaflejringsmetode kan udvides til at omfatte store områder. Denne teknologi giver realistiske udsigter for storstilet genvinding af varmeenergi, hvilket kan hjælpe en række industrier med at blive mere effektive. "