Создан тепловой резонатор, способный вырабатывать электричество за счет суточных температурных колебаний

Тепловой резонатор

В окружающей нас среде скрывается целое море «дармовой» энергии и ученые постоянно стараются найти новые способы преобразования этой энергии в электричество. Одним из потенциальных источников энергии являются суточные температурные колебания, и не так давно исследовательская группа из Массачусетского технологического института разработала устройство, называемое тепловым резонатором, которое с достаточно высокой эффективностью вырабатывает энергию практически «на пустом месте».

Все созданные ранее подобные устройства были основаны на термоэлектрическом принципе, используя тепловой градиент между двумя слоями материала. Тепло перемещается от более горячей стороны к более холодной, что вызывает движение носителей электрического заряда в специальном термоэлектрическом материале и приводит к возникновению электрического тока. Для эффективной работы таких технологий требуется значительная разница в температуре, разница, которая принципиально не может возникнуть в результате суточных колебаний температуры окружающей среды.

«В основе созданного нами устройства лежит другой эффект, называемый пироэлектрическим эффектом» — пишут исследователи, — «И этот эффект позволяет нам получать электричество за счет тепловых колебаний различной амплитуды и частоты, включая и медленные суточные колебания».

Активным элементом теплового резонатора является вспененный сплав меди и никеля, поры которого заполнены органическим соединением под названием октадекан, которое плавится и кристаллизуется при определенной температуре. Все это покрыто слоем графена, который является превосходным проводником тепла. В результате это устройство обладает очень высокой теплоемкостью и высоким показателем коэффициента теплопередачи, т.е. способностью эффективно поглощать и накапливать энергию из окружающей среды.

Испытания теплового резонатора

По существу тепло поглощается одной стороной устройства и медленно перемещается к другой стороне, аккумулируясь в изменяющем фазу материале, заполняющем это устройство. Так как одна сторона устройства всегда будет более холодна, чем другая, поток тепла будет постоянно двигаться в одну или другую сторону. И это движение потока тепла может быть преобразовано в электричество при помощи высокоэффективных термоэлектрических систем.

Исследователи испытывали опытный образец устройства на протяжении двух недель, среднее значение суточных температурных колебаний в это время составляло порядка 10 градусов Цельсия. Одна ячейка системы постоянно вырабатывала электрический ток, напряжением 350 милливольт и мощностью 1.3 милливатта, что существенно превосходит показатели ячеек на основе обычных пироэлектрических материалов сопоставимых размеров.

Количество вырабатываемой устройством энергии является достаточно скромным. Однако, и такого скромного количества уже достаточно для обеспечения работы малогабаритных датчиков и других малопотребляющих электронных устройств, которые будучи подключенными к таким генераторам избавятся от необходимости наличия аккумуляторных батарей. И так, как суточные тепловые колебания имеют более стабильный характер, то тепловые резонаторы смогут обеспечить более стабильный поток энергии, чем устройства, использующие энергию ветра или солнечных лучей.

Стабильность является ключевым моментом нового источника энергии, который сможет работать даже тогда, когда не смогут работать генераторы других типов. И наиболее целесообразным является объединение в единую систему разных типов генераторов, которые будут работать с максимальной эффективностью при различных условиях, постоянно поддерживая друг друга.

Share Button

Материалы по теме:

Машины-монстры: Machine 3 — рельсотрон, который будет разгонять снаряды до скорости 58 Махов
На страницах нашего сайта мы не раз рассказывали о реализации множества вариантов инициализации реакций термоядерного синтеза, которые могут стать в будущем практически неисчерпаемым источником ...
Найден новый металлический катализатор, способный превращать энергию солнечного света в жидкое топливо и электричество одновременно
В настоящее время практически все технологии искусственного фотосинтеза и солнечной энергетики основаны на использовании фотокатализаторов, называемых металлическими комплексными составами, эффективно поглощающими солнечный свет. В ...
Компания EcoSwing построила первый ветрогенератор, в турбине которого использованы сверхпроводники
В рамках европейского проекта EcoSwing был создан компактный и легкий электрический генератор, мощностью 3.6 МВт, предназначенный для использования в турбинах ветряных генераторов. Диаметр нового ...
Китайское «искусственное Солнце» разогрелось до 100 миллионов градусов
Группа китайских исследователей, работающих с экспериментальным реактором термоядерного синтеза Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) закончила проведение серии экспериментов, длившейся практически четыре месяца. Целью данных ...
Ученые создали сверхсильное управляемое магнитное поле, что делает нас на один шаг ближе к использованию энергии термоядерного синтеза
Ученые со всего мира уже достаточно давно бьются над проблемой создания управляемых реакций термоядерного синтеза, которые подобны реакциям, идущим в недрах Солнца и других ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика