События Дом

Термогальванический эффект поможет снизить тепловые потери энергии

Парадокс, но при нынешнем уровне развития технологий, как ни экономь - огромное количество энергии пропадает впустую. По данным Агентства по охране окружающей среды США треть промышленного потребления энергии в стране уходит на тепловые потери. Получение даже малой части этой энергии обратно означает немалую экономию ресурсов и значительное снижение ущерба окружающей среде от деятельности человека.

Команда исследователей из Массачусетского технологического института и Стэнфордского университета под руководством профессора Гана Чена (Gang Chen) нашла новый альтернативный способ преобразования низкотемпературных потерь в полезную энергию при разнице температур менее 100 градусов Цельсия.

Новый подход, основанный на явлении под названием термогальванический эффект описан в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Широко известен способ преобразования тепла в электричество с помощью термоэлектрических материалов. Они генерируют электроток при наличии разности температуры отдельных участков элемента.

Этот подход «имеет право на жизнь» для утилизации тепловых потерь, но обладает двумя системными недостатками. Термоэлектрические материалы достаточно дороги, кроме того, обладают низкой эффективностью преобразований. В самых распространённых условиях, когда температура источника «теплового мусора» выше температуры окружающей среды на несколько десятков градусов, эффективность утилизации потерь с помощью термоэлементов составляет около 0,5%.

Альтернативный термогальванический процесс использует в качестве промежуточного звена аккумуляторную батарею. Его суть в том, что заряд батареи происходит при более высокой температуре, чем разряд.

Батарею заряжают после нагрева за счёт использования тепловых потерь, при этом для полного заряда ей требуется меньше энергии, чем обычно. По окончании заряда батарею охлаждают и разряжают при нормальной температуре. Но оказывается, что в этом случае аккумуляторы способны отдать больше энергии, чем было израсходовано в ходе заряда. Эту разницу обеспечивает термогальванический эффект.

Термогальванический процесс сбора тепловых потерь

Термогальванический эффект был предложен для выработки энергии примерно в середине прошлого века, когда было показано, что эффективность метода доходит до 50% эффективности идеального двигателя Карно.

Заслуга профессора Чена и его коллег в том, что по сравнению с оригинальной системой они добились возможности использования значительно меньшей разницы температуры с относительно высокой эффективностью. При разнице температуры 60oC ими получена эффективность преобразования 5,7%.

Кроме того, учёные использовали общедоступные материалы, такие как медь. Наконец, их система может быть изготовлена довольно легко и хорошо интегрируется в существующие производственные цепочки производства аккумуляторов.

Среди очередных задач, стоящих перед исследователями, повышение плотности мощности, которая ниже, чем у термоэлектрических материалов, несмотря на более высокую эффективность преобразования энергии, увеличение скорости зарядно-разрядного цикла и обеспечение надёжности в ходе длительной эксплуатации. «Потребуется много работы, чтобы сделать следующий шаг», - предупреждает профессор Чен.

Источник: http://econet.ru/

Комментарии (Всего: 0)

Добавить комментарий

Что-то интересное

    Больше материалов
    Больше материалов
  • facebook
    Нажмите Нравится,
    чтобы читать Econet.ru в Facebook
    Спасибо, я уже с Econet.ru!