Ново устройство може да изтегли енергия от ежедневния цикъл на температурни колебания за дистанционни датчици или комуникационни системи.
Системата е разработена от учени от Масачузетския технологичен институт, съобщава сайтът на MIT.
Термоелектрическите устройства, които могат да генерират енергия, когато едната страна на устройството е с различна температура от тази на другата, са обект на много изследвания през последните години. Сега екип в MIT измислиха нов начин за превръщане на температурните колебания в електричество. Вместо два различни температурни входа, новата система се възползва от колебанията на температурата на околната среда по време на денонощния цикъл.
Новата система, наречена термичен резонатор, би могла да позволи продължителна, дългогодишна работа на системи за дистанционно наблюдение, например, без да се изискват други източници на енергия или батерии, твърдят изследователите.
Констатациите се съобщават в списание Nature Communications.
"Ние конструирахме първия термичен резонатор. Това е нещо, което може да седи на бюрото ви и да генерира енергия като че ли от нищото. Ние сме заобиколени от температурни колебания на всякакви честоти през цялото време. Те са неизползван източник на енергия" - заяви Майкъл Страно (Michael Strano), един от съавторите на изобретението.
Макар енергията, генерирана от новата система засега да е скромна, предимството на термичния резонатор е, че не се нуждае от пряка слънчева светлина - той генерира енергия от промените в температурата на околната среда, дори на сянка. Това означава, че не се влияе от краткосрочни промени като облак, вятър или други условия на околната среда и може да се намира навсякъде, където е удобно.
За да произведат енергия от температурните цикли, изследователите търсят материал, който е оптимизиран за малко познатата характеристика, наречена термична ефузивност - свойство, което показва колко лесно материалът може да извлече топлина от средата или да я освободи. Термичната ефузивност съчетава свойствата на топлинната проводимост (колко бързо топлината може да се разпространява през материала) и топлоемкост или топлинен капацитет (колко топлина може да се запази в даден обем материал). В повечето материали, ако едно от тези свойства има високи стойности, другото обикновено има ниски. Керамиката, например, има висок термичен капацитет, но ниска проводимост.
За да постигне целта си, екипът създаде внимателно подбрана комбинация от материали. Основният елемент е метална пяна от мед или никел, която след това е покрита със слой графен, за да осигури още по-голяма топлопроводимост. След това, пяната се запълва с един вид восък, наречен октадекан, който променя фазата си при преминаване между твърдо и течно в определен диапазон от температури, избрани за даденото приложение.
В резултат на това едната страна на устройството генерира топлина, а другата - абсорбира, което му позволява да генерира електричество. Изследователите твърдят, че такъв термичен резонатор има най-високата термична ефузивност, известна на науката.
При разлика в температурите през деня и нощта от 10 градуса по Целзий, устройството генерира 1,3 миливата енергия и 350 миливолта потенциал. Това е достатъчно, за да се гарантира функционирането на прости сензори и комуникационно оборудване.
В бъдеще изследователите планират да увеличат мощността на устройството.
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
15914
1
20.02 2018 в 17:53
Последни коментари