利用废热发电的新方法

2014年05月24日 16:23 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

麻省理工学院和斯坦福大学的研究人员目前已经找到一种新的方法将废热转化为电能,尤其是在温差较小的情况下(100º C),而且该技术使用的材料范围广泛,可用于工业生产过程或者发电站发电时回收大量的废热


根据美国环境保护署EPA统计,美国工业能耗的三分之一为废热。如果能够回收,即使是一小部分,都能极大地降低能量损耗。科学家们尝试过热电材料,不过该解决方案由于需要使用稀有材料导致成本太过昂贵;而且当废热只比环境温度高几十度时,使用热电材料的转换效率很低只有0.5%

由陈刚(音译)教授领导的MIT和斯坦福大学研究人员研制出的新方法利用了热电温差效应(thermogalvanic effect)。电池在不同的温度和电压的某种转换关系下,可以有效地充电。科学家们建立了一个系统装置,首先利用废热提高蓄电池的温度,由于热电温差效应,电池可以在较低的电压下充电。然后让电池冷却,在较低的温度时使得电池可以在较高的电压下放电进入电网。这样能量差可以有效地从废热中采集。

利用热电温差效应发电的概念最早是在50年代提出的,在该系统中,陈和他的同事们已经实现了在较低温差时非常高的转化效率(温差达50° C时有5.7%),该技术使用的材料十分广泛,比如十分常见的铜。而且可以大规模运作,且该系统对于目前电池工业的生产链来说十分容易制造。

目前研究人员仍旧需要克服一些难题,包括与热电材料相比较低的能量密度:1.2 W/kg。充放电周期长达一个小时,以及更多的测试以确保有效使用寿命。

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