Электричество творило чудеса для человечества. Однако проблема заключается в том, что большая часть произведенной энергии теряется в виде тепла. Ученые из Массачусетского технологического института и Стэнфордского университета нашли способ преобразовать отходящее тепло от батареи в большее количество электричества. Фактически, это прогресс, который может дать новое измерение источникам энергии многократного использования.
Концепция преобразования остаточного тепла от батареи в более заряжаемую энергию основана на термогальваническом эффекте. Принцип этого эффекта заключается в том, что температура влияет на напряжение перезаряжаемых блоков / батарей. Исследователи использовали тепло, которое обычно тратится впустую, чтобы нагреть разряженную батарею. Эта горячая батарея заряжается, и как только она достигает полной отметки, она остывает. Это охлаждение разряжает аккумулятор и увеличивает его напряжение. Удивительная вещь в этом аккумуляторе заключается в том, что после того, как он остынет, у него будет больше энергии, чем энергии, используемой для его зарядки. Это относится к случаям, когда разность температур составляет менее 100 градусов Цельсия.
Эта новая концепция была изложена в статье, опубликованной в журнале Nature Communications Юанем Янгом и профессором Ганг Ченом в Массачусетском технологическом институте, постдоком Доком Соу Ву Ли и профессором И Цуй в Стэнфорде и тремя другими. «Практически все электростанции и производственные процессы, такие как изготовление и рафинирование стали, выделяют огромное количество некачественного тепла при комнатной температуре», – сказал Куй, доцент кафедры материаловедения и инженерии. «Наша новая аккумуляторная технология предназначена для использования этого температурного градиента в промышленных масштабах». «Чтобы собирать тепловую энергию, мы подвергаем батарею четырехступенчатому процессу: нагреванию, зарядке, охлаждению и разрядке», – сказал Ли, сотрудник докторской диссертации в Стэнфорде и соавтор исследования. Разница температур менее 100 градусов Цельсия является ключевым в проводимых экспериментах. «Треть всего энергопотребления в Соединенных Штатах заканчивается низкокалорийным теплом», – сказал соавтор Yang, постдок из MIT.
Этой концепции зарядки аккумулятора примерно 60 лет. Ученым не хватало технологических достижений, необходимых для проверки концепции в то время. Кроме того, требуемый материал не был доступен в то время. «Ключевым достижением является использование материала, которого в то время не было, для электродов батареи, а также достижений в инженерной системе», – сказал соавтор Чен, профессор машиностроения в MIT. «Эта технология обладает дополнительным преимуществом использования недорогих, обильных материалов и производственных процессов, которые уже широко используются в аккумуляторной промышленности», – добавил Ли.
Эта система также имеет некоторые недостатки, так как эта технология обеспечивает более низкую удельную мощность, что означает, что большие батареи становятся обязательными. Кроме того, процесс зарядки занимает довольно много времени, в отличие от обычных систем аккумуляторных батарей. Остается вопросительный знак о долговечности этих батарей. Несмотря на это, эта технология имеет большой потенциал.
