Нова революційна технологія подвоює потужність батарей, перетворюючи тепло на електрику

Команда інженерів зі США розробила новаторську технологію, яка перетворює теплове випромінювання на електрику, підвищуючи щільність потужності акумуляторів. Подробицями поділився сайт Університету Колорадо в Боулдері.

Співробітники Університету Колорадо в Боулдері у співпраці з дослідниками з Національної лабораторії відновлюваної енергії (NREL) та Університету Вісконсін-Медісон створили теплофотоволевий пристрій, що вміщується в руці людини та здатний ефективно вловлювати тепло геотермальних, атомних і сонячних електростанцій по всьому світу. Революційна конструкція подвоює щільність потужності без досягнення надвисоких температур або дорогих матеріалів. Її пропонують використовувати для таких галузей, як виробництво і зберігання відновлюваної енергії, у вигляді портативних генераторів.

"Тепло — це поновлюване джерело енергії, яке часто не беруть до уваги. Дві третини всієї енергії, яку ми використовуємо, перетворюється на тепло. Подумайте про зберігання енергії та виробництво електроенергії, які не використовують викопне паливо. Ми можемо відновити частину цієї втраченої теплової енергії і використовувати її для виробництва чистої електрики", — заявив керівник дослідження Лунцзі Цуй.

Високотемпературні промислові процеси та методи збору відновлюваної енергії часто використовують метод перетворення теплової енергії, званий термофотовольтаїкою (ТФВ). Цей метод використовує теплову енергію з високотемпературних джерел тепла для вироблення електроенергії. Однак наявні пристрої ТФВ обмежені законом теплового випромінювання Планка.

"Дослідники намагалися наблизитися до цієї межі або подолати її, використовуючи безліч ідей, але сучасні методи занадто складні для виробництва пристрою, дорогі та немасштабовані", — пояснив учений.

Команда змогла подолати межу вакууму, визначену законом Планка, і подвоїти питому потужність, яку раніше досягали за допомогою традиційних конструкцій. Експерименти показали значне поліпшення.

На відміну від інших моделей TPV, в яких між джерелом тепла і сонячним елементом знаходиться зазор з вакуумом або газом, в новій конструкції використовується ізольована, високоіндексна і прозора для інфрачервоного випромінювання прокладка, зроблена з чистого скла. Завдяки їй теплові хвилі можуть легше проходити через пристрій, покращуючи ефективність виробництва енергії.

Раніше для збільшення щільності потужності доводилося збільшувати температуру, наприклад, з 1500 °C до 2000 °C. У якийсь момент процес досягав межі, коли показники ставали небезпечними для всієї енергосистеми. Нова конструкція дає змогу працювати за нижчої температури, безпечної для більшості промислових процесів, але при цьому добувати таку саму кількість електроенергії.

"Наш пристрій працює за температури 1000 °C і видає потужність, еквівалентну 1400 °C в наявних пристроях TPV з інтегрованим зазором", — стверджують учені.

Раніше писали, як можна добувати безкоштовну геотермальну енергію для дому. Спеціальні насоси постачають тепло, яке дає змогу обігрівати приміщення замість газових котлів і кондиціонерів.