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不浪费低温废热,新型纳米薄膜回收发电

导读: 不论是电子设备还是汽车、工业机械,使用过程中产生的废热一直是个问题,可能因此损坏零件或致使效率降低。

不论是电子设备还是汽车、工业机械,使用过程中产生的废热一直是个问题,可能因此损坏零件或致使效率降低。加州大学柏克莱分校工程师现在开发出一种纳米薄膜,可与各种废热源结合,将多余废热转化为可用能量,减少能源浪费。

当你用手机或电脑在浏览网络新闻时,这些电子产品正在产生大量废热,之前就有数据估计,光是一台 E 级超级电脑就可以耗用一个燃煤电厂 10% 电力,而其中大部分能量最后都会浪费掉。

那我们试着将热能转换成可用能源?这不是什么新想法,《Forbes》报导,事实上在法拉第发明电磁旋转机器(今天电动机的雏型)时期,科学家就认知到可以利用温度梯度(temperature gradient)将热能转换为电能,像 JikoPower 这种以材料两侧温差来产生电力的设备就非常适用。

不幸的是,大部分废热温度都低于 100℃,利用上有些限制,需要高导电率但低导热率的材料辅助,而这不是太容易办到的组合。

加州大学柏克莱分校材料科学与工程学副教授 Lane Martin 领导的团队现在采用不同方法,开发出可从热电转换过程中收集废热并转化成电力的纳米材质薄膜,研究发布在《自然-材料(Nature Materials)》期刊上。

团队合成了厚度仅 50~100 纳米的薄膜,测量它们从废热中转换产生的电流量与温度,发现薄膜可以实现 1.06J/CM3  能量密度(energy density)、526 W/cm3 功率密度(power density)以及 19% 卡诺效率(Carnot efficiency),种种表现都刷新了热电能量转换记录。

有了这种薄膜,转换废热能将变得更自如,团队下一步准备将薄膜优化成适用特定废热温度的材料。(来源:Technews科技新报)

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