Технології

Нова геотермальна батарея безпосередньо перетворює тепло в електрику

Нова геотермальна батарея безпосередньо перетворює тепло в електрику

Один з найбільших природних джерел відновлюваної енергії знаходиться прямо у нас під ногами. Сама Земля — це великий теплий куля з величезними запасами геотермальної енергії, яка так і чекає, коли ми підключимося до нього. Дослідники з Токійського технологічного інституту і Sanoh Industrial розробили новий тип акумуляторних елементів, які можуть безпосередньо перетворювати теплову енергію в електрику.

Більшість геотермальних систем використовує воду, яка нагрівається гарячими каменями в декількох кілометрах від поверхні Землі. Ця вода або присутній там природним чином і викачується на поверхню, або закачується туди, нагрівається і викачується назад. Для роботи такі системи потребують високих температурах [вище 180 ° C], більш того, вони погано масштабуються.

Але японські дослідники кажуть, що у них є більш прямий метод отримання електроенергії. Їх конструкція складається з сенсибілізованих теплових комірок [STC], які здатні генерувати електрику при температурі нижче 100 ° C, без необхідності використання носія посередника, такого як вода або пар.

STC — це батарея, що складається з трьох шарів матеріалу, затиснутого між двома електродами. Це електронний транспортний шар [ETM], напівпровідниковий шар німеччина і шар твердого електроліту, який транспортує іони міді. Сама батарея призначена для занурення в гарячу землю.

Ідея полягає в тому, що тепло в землі збуджує електрони в напівпровіднику, змушуючи їх перейти у ETM. Це, в свою чергу, пропускає їх через електрод в зовнішній ланцюг і в кінцевому підсумку назад до іншого електроду і в електроліт. Там відбуваються окисно-відновні реакції, які переносять низькоенергетичні електрони назад в напівпровідник, починаючи цикл знову.

Спочатку питання, в якому команда не була впевнена, полягав в тому, як довго пристрій STC зможе підтримувати цей цикл або ж воно буде працювати нескінченно довго. Але під час тестування вони знайшли свою відповідь — в кінці кінців цикл закінчується після окислювально-відновної реакції, тому що різні типи іонів міді виявляються в різних місцях.

Але що цікаво, команда була здивована, виявивши, що цю проблему з батареєю можна вирішити, якщо на час включати зовнішню ланцюг, щоб перезарядити її. Це, за словами команди, може дозволити акумулятору перетворювати енергію на «полупостоянной» основі.

Нова геотермальна батарея безпосередньо перетворює тепло в електрику

«При такій конструкції тепло, яке звичайно розглядається як низькоякісна енергія, стане відмінним джерелом відновлюваної енергії», — говорить Сачико Мацусіта, ведучий це дослідження. «Немає страху перед радіацією, немає страху перед дорогою нафтою, немає нестабільності у виробленні електроенергії, як при використанні сонця або вітру».

Команда дослідників говорить, що дизайну геотермальної батареї необхідні подальші доопрацювання. Однак вони сподіваються, що їх розробка скоро буде використовуватися для отримання електрики з відновлювальних джерел енергії.

Дослідження було опубліковане в журналі Journal of Materials Chemistry A

Смотреть полностью

Похожее

Залишити відповідь

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

Back to top button
Close
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker