Μετατρέποντας τη θερμότητα του δωματίου σε ενέργεια με αποτελεσματικότητα

Μετατρέποντας τη θερμότητα του δωματίου σε ενέργεια με αποτελεσματικότητα
Crystal structure. Credit: Univetsity of Tsukuba

Μετατρέποντας τη θερμότητα του δωματίου σε ενέργεια με αποτελεσματικότητα.

Κάθε φορά που μετατρέπουμε την ενέργεια από τη μία μορφή στην άλλη, μέρος αυτής της ενέργειας χάνεται με τελικό αποτέλεσμα να υπάρχει να υπάρχει αρκετή δυσαρέσκεια γύρω από το ζήτημα. Η προσπάθεια αποτελεσματικής ανάκτησης αυτής της ενέργειας είναι πολύ δύσκολη όταν χάνεται στο περιβάλλον.

Οι θερμοηλεκτρικές συσκευές μπορούν να αλλάξουν τη θερμική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια και αντίστροφα. Αλλά για να συλλαμβάνει αποτελεσματικά την ενέργεια από τη θερμότητα, αυτές οι συσκευές πρέπει συνήθως να λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες με μεγάλη διαφορά θερμοκρασίας.

Πλέον οι ερευνητές από το Ιαπωνικό Πανεπιστήμιο της Tsukuba έχουν αναπτύξει ένα νέο είδος θερμοηλεκτρικού συστήματος που μπορεί να αξιοποιήσει μικρές διαφορές ενέργειας σε χαμηλές θερμοκρασίες. Πρόσφατα ανέφεραν τα αποτελέσματά τους στο Applied Physics Express .

«Οι θερμοηλεκτρικές μπαταρίες, όπως οι δικές μας, ήταν διαθέσιμες για χρήση, αλλά αυτές βασίζονται σε κυψέλες υγρών που δεν είναι πρακτικές για πραγματικές εφαρμογές. Δημιουργήσαμε μια συσκευή λεπτού φιλμ που λειτουργεί με την ίδια αρχή αλλά με δύο τύπους στερεών οξειδοαναγωγής υλικό που παράγει μια αλλαγή στη διαφορά δυναμικού στο κύτταρο σε έναν κύκλο θέρμανσης και ψύξης», ανέφερε ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης, ο Takayuki Shibata.

Η αλλαγή της θερμοκρασίας μεταβάλλει την ικανότητα των διαφορετικών στρωμάτων της συσκευής που συγκρατούν τα ηλεκτρόνια. Εάν ένα στρώμα έχει μεγαλύτερη συγγένεια για τα ηλεκτρόνια από κάποιο άλλο, αυτό δημιουργεί μια διαφορά δυναμικού. Η ροή των ηλεκτρονίων από το ένα στρώμα στο άλλο μπορεί στη συνέχεια να αξιοποιηθεί για να λειτουργήσει καθώς η κυψέλη αποφορτίζεται, δηλαδή με τον ίδιο τρόπο που λειτουργεί η κανονική μπαταρία.

Οι ερευνητές εξέτασαν τις συσκευές τους για τη συγκομιδή ενέργειας από θερμότητα κοντά στη θερμοκρασία δωματίου. Η συσκευή τους παρήγαγε ηλεκτρική ενέργεια 2,3 meV ανά κύκλωμα θέρμανσης μεταξύ περίπου 25 και 50 βαθμών Κελσίου. Ωστόσο το αποτέλεσμα αυτής της εργασίας είναι εντυπωσιακό, αφού ουσιαστικά χάνεται μόνο το 1% της ενεργειακής απόδοσης, αν και το θεωρητικό μέγιστο για αυτή τη συσκευή θα μπορούσε να είναι περίπου 8,7%.

Ο συγγραφέας της Μελέτης, Ο Yutaka Moritomo λέει: «Έχουμε ακόμα πολύ δουλειά να κάνουμε ούτως ώστε να βελτιώσουμε την αποτελεσματικότητα, αλλά αναμένουμε ότι αυτά τα ζητήματα θα ξεπεραστούν βελτιστοποιώντας τα υλικά ανόδου και καθόδου. Σημαντικό είναι ότι έχουμε αποδείξει ότι οι θερμοηλεκτρικές μπαταρίες στερεάς κατάστασης είναι βιώσιμες και η μέθοδος απόθεσης της ενέργειας να μεταδοθεί για μεγάλες αστικές περιοχές. Η τεχνολογία αυτή προσφέρει ρεαλιστικές προοπτικές για την ανάκτηση της θερμότητας, και μάλιστα σε μεγάλη κλίμακα, η οποία θα μπορούσε να βοηθήσει μια σειρά διαφόρων βιομηχανιών να γίνουν πιο αποτελεσματικές και να επωφεληθούν από αυτήν τη νέα μεθοδολογία».

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Παρακαλώ εισάγετε το σχόλιο σας!
Παρακαλώ εισάγετε το όνομά σας