麻省理工研發(fā)熱諧振器通過空氣日常溫度變化產(chǎn)生電力
麻省理工學(xué)院的一個研究小組開發(fā)了一種稱為熱諧振器的器件,該器件可以在一天中利用逐漸變化的環(huán)境溫度變化產(chǎn)生電力?茖W(xué)家們多年來一直在試驗如何利用溫度波動作為能源來源。這些設(shè)備中的大多數(shù)都以熱電原理工作,這意味著它們利用材料兩側(cè)的溫差來產(chǎn)生電力。隨著熱量從較熱側(cè)流向較冷側(cè),電荷載流子與其一起流動并產(chǎn)生電壓差,從而在該過程中發(fā)電。
但是,在所有這些應(yīng)用中,溫差都需要相當(dāng)大。現(xiàn)在,新技術(shù)在更長的時間段內(nèi)逐漸發(fā)生更多的逐漸波動,使其能夠在一天中隨著溫度的自然變化而工作。這被稱為熱電效應(yīng)。該研究的作者之一邁克爾·斯特拉諾說:“我們基本上是用整塊布來發(fā)明這個概念的。 “我們制造出了第一個熱諧振器,它可以放置在桌子上,從沒有什么東西的地方產(chǎn)生能量,我們一直被所有不同頻率的溫度波動所包圍,這些都是尚未開發(fā)的能源。” 熱共振器的有源部件是一種由銅或鎳制成的泡沫,注入相變蠟(稱為十八烷),該蠟在某些溫度下液化并固化。泡沫混合物被涂覆在一層石墨烯中,這是一種優(yōu)秀的熱導(dǎo)體?偠灾@種材料的特定組合使該器件具有非常高的熱膨脹性,這意味著它可以有效地將熱量吸收并釋放到周圍環(huán)境中。 基本上,熱量在設(shè)備的一側(cè)被捕獲,并緩慢地通過材料輻射到另一側(cè),并存儲在中間的相變材料中。由于材料的一面總是比另一面冷,所以熱量會在試圖建立平衡時不斷前后移動。然后可以使用常規(guī)熱電系統(tǒng)收集這種能量。研究人員在16天內(nèi)測試了這種材料的一個樣本。在那段時間內(nèi),每天的溫度波動高達10°C(18°F),系統(tǒng)能夠接通電源,產(chǎn)生350毫伏的電壓和1.3毫瓦的功率。它的性能超過了規(guī)格相同的熱釋電材料。 研究人員表示,該系統(tǒng)足以運行低功耗,遠程傳感器和設(shè)備,無需擔(dān)心電池。而且由于它利用了環(huán)境溫度的波動,它不受太陽能或風(fēng)能等元素的束縛。 |