科技日报北京4月17日电 (记者张梦然)据英国《自然》杂志近日发表的一项研究,美国国家可再生能源实验室和麻省理工学院工程师设计了一种没有运动部件的热机。演示表明,它以超过40%的效率将热能转化为电能,这一性能优于传统蒸汽轮机。
热机是一种热光伏(TPV)电池,类似于太阳能电池板的光伏电池。研究人员计划将TPV电池整合到电网规模的热电池中。该系统将从太阳能等可再生能源中吸收多余的能量,并将这些能量储存在高度绝缘的热石墨库中。当需要能量时,例如在阴天,TPV电池会将热量转化为电能,并将能量分配给电网。
“TPV电池是证明热电池成为可行概念的最后一个关键步骤。”麻省理工学院机械工程系教授阿塞根·亨利说,这是在推广可再生能源和实现完全脱碳电网的道路上至关重要的一步。
近年来,科学家们一直在研究固态能量转换器。科学家认为,固态能量转换器的一个优点是它们可在更高温度下以更低的维护成本运行,因为它们没有运动部件。
TPV电池为固态热机提供了一条探索途径。就像太阳能电池一样,TPV电池可由具有特定带隙的半导体材料制成。但迄今为止,大多数TPV电池的效率仅达到20%左右,最高的也仅为32%。
在新的TPV设计中,亨利及其同事希望从更高温度的热源中捕获更高能量的光子,从而更有效地转换能量。与现有的TPV设计相比,该团队的新电池采用更高的带隙材料和多个结或材料层。
该电池由三个主要区域制成:高带隙合金位于带隙稍低的合金之上,其下方是镜面状的金层。第一层捕获热源的最高能量光子并将它们转换为电能,而穿过第一层的低能量光子被第二层捕获并转换以增加产生的电压。任何穿过第二层的光子都会被镜子反射,回到热源,而不是作为废热被吸收。
研究团队将电池暴露在高温灯下,并将光集中在电池上。然后,他们改变了灯泡的强度或温度,并观察了电池的功率效率如何随温度变化。在1900℃至2400℃的温度范围内,新型TPV电池的效率保持在40%左右。
实验电池约为一平方厘米。对于电网规模的热电池系统,研究人员设想TPV电池必须扩大到约900平方米。
亨利表示,该技术在其生命周期内是安全的、对环境无害的,并且可对减少电力生产中的二氧化碳排放产生巨大影响。
【总编辑圈点】
电是清洁绿色的吗?这得取决于它由什么能源转化而来。因为电是一种二次能源,需要通过一次能源转化获得。比如,我们开纯电动汽车,虽然车不产生尾气了,但如果给车充的电能来源于化石能源,还不能说它是完全绿色清洁的。推进电网的绿色低碳转型也是这个道理,用越来越先进的技术,让越来越清洁的能源接入电网,走进千家万户,这是人们实现绿色低碳生活的重要途径。
关键词:
推荐内容
- 股票出现涨停是好事吗?股票涨停后要立刻卖掉吗? a>
- 股票护盘指的是什么意思?护盘对个股是利好还是利空? a>
- 美债收益率再度回升意味着什么? a>
- 当前讯息:亚马逊Q1营收获利优、财测亮眼 但云端成长恐持续疲弱 a>
- 环球观速讯丨宣布首轮裁员以来 Meta五个月内股价狂飙170% a>
- 通达海2022年营收近5亿元 持续发力智能化 赋能智慧法院建设 a>
- 金石亚药:2022年业绩迎来全面增长,核心品牌打造企业竞争优势 每日信息 a>
- 回国第一晚,丫丫过得怎样?“怼脸拍”来了! a>
- 京东京造牵手红点设计博物馆·厦门,以原创设计驱动品牌成长 天天观天下 a>
- 股票尾盘急拉是什么意思?个股尾盘拉升说明了什么? a>
- 减肥吃地瓜会胖吗_减肥的人适合吃地瓜吗_世界独家 a>
- 股票盘面出现s是什么意思?盘面走势的四种情况是什么? a>
- 股票投资者的类型有哪些?股票投资者都有哪些义务? a>
- 今日热闻!视帝成“戏霸”?王雷终于翻车了,往日言行让人大跌眼镜 a>
- 天天动态:英派斯定增募不超3.86亿获深交所通过 太平洋证券建功 a>
- 股市震荡调整是什么意思?投资者应对股市震荡的方法 a>
- 正虹科技定增募不超3.4亿获深交所通过 中泰证券建功 天天新动态 a>
- 艾芬达过会:今年IPO过关第100家 浙商证券过首单-简讯 a>
- 资产负债率超100% 13股拉响红色警报-每日热点 a>
- “大卖场”模式不吃香,高鑫零售(06808)欲靠卖会员寻出路? a>