Нова технологія дозволяє батареям перетворювати зайву теплоту в додаткову електроенергію

Scientists-Find-New-Way-to-Harness-Waste-Heat

Індустріальне виробництво та електростанції виробляють велику кількість надлишкової теплоти. Дослідники з усього світу витратили десятки років для пошуку способів утилізації цієї енергії. Більшість зусиль було зосереджено на термоелектричних пристроях – твердотільних матеріалах, які здатні виробляти електроенергію за рахунок різниці температур. Проте ефективність подібних пристроїв була обмежена наявними матеріалами.

Дослідники з університету Стенфорду та Массачусетського Технологічного Інституту (США) знайшли нову альтернативу для перетворення надлишкового тепла в електроенергію при низьких температурах (різниця температур менше за 100 °С). Їх головний результат дозволяє застосовувати таке перетворення при масових індустріальних процесах, таких, наприклад, як виробництво сталі.

Нова система заснована на принципі термогальванічного ефекту: заряд акумуляторної батареї залежить від температури. Аби зібрати термальну енергію вчені застосовують процес з чотирьох етапів. Спочатку розряджена батарея нагрівається за рахунок надлишкового тепла. Потім, коли батарея ще тепла, до неї прикладається заряд. Після того як батарея повністю заряджена, вона охолоджується.

Через термогальванічний ефект заряд збільшується при зменшенні температури. Коли батарея охолоджена вона видає більше електроенергії ніж було використано під час її заряджання. Ця додаткова енергія не з’являється нізвідки: вона є наслідком тепла, яке було додано до системи.

Ця технологія нагрівання-заряджання-охолодження була запропонована ще в 1950-х роках для температур вище 500 °С. Ключем для теперішнього прориву став новий матеріал для електродів батарей.

Описана система створена для збирання тепла при температурах нижче 100 °С, які є типовими для більшості джерел надлишкового тепла – приблизно одна третина всього споживання енергії в США продукує таке низькотемпературне тепло.

Хоча нова система має визначні переваги перед типовими термоелектричними пристроями, вона володіє набагато меншою густиною енергії – кількості енергії, яка може бути вироблена на одиницю ваги. Нова технологія також потребуватиме подальших досліджень аби збільшити час придатності та швидкість заряджання і розряджання батареї.

Проте кількість низькотемпературної надлишкової теплоти в сучасному індустріальному світі така велика, що розробка має реальні шанси на промисловий успіх.

Першоджерело

Написати коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *