Carbon-nanorør strimler udnytter spildvarme

Hvor der arbejdes, er der spildvarme, men forskningen gør fremskridt hen imod måder at udnytte varme på, så denne energi ikke går til spilde. Enheder til at konvertere varme til mekanisk energi og derefter til elektrisk energi har tiltrukket sig særlig interesse, fordi de producerer højere spændinger, der kan overgå Seebeck termoelektriske enheder, som omdanner varme direkte til elektrisk energi. Imidlertid, termisk-til-mekaniske energikonverteringsenheder har hidtil været store, tunge og nødvendige omfangsrige varmebade og driftstemperaturer væsentligt over stuetemperatur. Nu, Takashi Ikuno, Tatsuo Fukano, Kazuo Higuchi og Yasuhiko Takeda har udviklet en simpel 'bimorf' strimmel kun millimeter i længden, som omdanner varme til mekanisk energi ved temperaturer under 100 ℃, og under en temperaturforskel på så lidt som 5 ℃.

Den bimorfe strimmel er en fritstående film (FSF) med en sammensætning af multiwalled carbon nanorør (MWNT) på den ene side og nikkel på den anden. Nikkel udvider sig meget lettere end MWNT-komposit, og dette får strimlen til at bøje, når den kommer i kontakt med en varm overflade. Når båndet bøjes, Nikkel bevæger sig væk fra den varme overflade, hvor det hurtigt afkøles på grund af båndets lave varmekapacitet. Ved afkøling, strimlen strækker sig mod varmepladen, hvor den opvarmes igen, og så bøjer og strækker det sig konstant, generere mekanisk energi.

Den bimorfe strimmels lave masse og lille størrelse er nøglen til dens høje varmefølsomhed, og gør den også ideel til integration i mikroenheder. Varmefølsomheden kan forbedres yderligere ved at justere kulstofnanorørene i kompositlaget. Forskerne konkluderer, "Vi mener, at de MWNT-FSF'er, der er udviklet i denne undersøgelse, kan være en af ​​byggestenene til nanoenheder til energikonvertering."