Μετατροπή των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας σε ηλεκτρική ισχύ
Οι θερμοηλεκτρικές συσκευές, οι οποίες μπορούν να παράγουν ενέργεια όταν η μία πλευρά της συσκευής είναι διαφορετική από την άλλη, έχουν αποτελέσει αντικείμενο πολλών ερευνών τα τελευταία χρόνια.
Ένας νέος τρόπος μετατροπής των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας σε ηλεκτρική ενέργεια ανακαλύφθηκε, που αντί να απαιτεί ταυτόχρονα δύο διαφορετικές εισόδους θερμοκρασίας, εκμεταλλεύεται τις μεταβολές της θερμοκρασίας περιβάλλοντος που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια του κύκλου ημέρας και νύχτας.
Το 2012 μια νέα θερμοηλεκτρική συσκευή ανακαλύφθηκε που μετατρέπει τη θερμότητα του σώματος σε ηλεκτρικό ρεύμα και μπορεί να κάνει κλήση στο κινητό σας απλά με το άγγιγμα. Το νέο σύστημα, που ονομάζεται θερμικός συντονιστής, επιτρέπει τη συνεχή και μακροχρόνια λειτουργία συστημάτων τηλεπισκόπησης, για παράδειγμα, χωρίς να απαιτούνται άλλες πηγές ενέργειας ή μπαταρίες.
Ο νέος θερμικός συντονιστής δεν χρειάζεται άμεσο ηλιακό φως, αλλά παράγει ενέργεια από τις αλλαγές της θερμοκρασίας περιβάλλοντος, ακόμη και στη σκιά. Αυτό σημαίνει ότι δεν επηρεάζεται από τις βραχυπρόθεσμες αλλαγές από τα σύννεφα, τους ανέμους ή άλλες περιβαλλοντικές συνθήκες και μπορεί να τοποθετηθεί ακόμη και κάτω από ένα ηλιακό πάνελ, σε διαρκή σκιά κι επιτρέπει ακόμη και στον ηλιακό πίνακα να είναι πιο αποτελεσματικός, αφαιρώντας την υψηλή θερμότητα.
Για να παραχθεί ενέργεια από κύκλους θερμοκρασίας χρειάζεται ένα υλικό που είναι βελτιστοποιημένο για να μπορεί να αντλήσει θερμότητα από το περιβάλλον του ή να την απελευθερώσει. Η θερμική απορροφητικότητα συνδυάζει τις ιδιότητες της θερμικής αγωγιμότητας (πόσο γρήγορα θερμαίνεται ένα υλικό) και της θερμικής ικανότητας (πόση θερμότητα μπορεί να αποθηκευτεί σε έναν δεδομένο όγκο υλικού). Στα περισσότερα υλικά, εάν μία από αυτές τις ιδιότητες είναι υψηλή, η άλλη τείνει να είναι χαμηλή. Τα κεραμικά, για παράδειγμα, έχουν υψηλή θερμική ικανότητα, αλλά χαμηλή αγωγιμότητα.
Η βασική δομή της νέας θερμοηλεκτρικής συσκευής είναι ένας μεταλλικός αφρός, φτιαγμένος από χαλκό ή νικέλιο, ο οποίος στη συνέχεια επικαλύπτεται με ένα στρώμα γραφένιου για την παροχή ακόμη μεγαλύτερης θερμικής αγωγιμότητας. Στη συνέχεια, ο αφρός εγχύεται με ένα είδος κεριού που ονομάζεται οκταδεκάνιο, ένα υλικό αλλαγής φάσης, το οποίο μεταβάλλεται μεταξύ στερεού και υγρού σε ένα συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασιών που επιλέγεται για μια συγκεκριμένη εφαρμογή.
Το υλικό αλλαγής φάσης αποθηκεύει τη θερμότητα και το γραφένιο δίνει πολύ γρήγορη αγωγιμότητα όταν έρχεται ο χρόνος να χρησιμοποιηθεί αυτή η θερμότητα για να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα.
Ουσιαστικά η μια πλευρά της συσκευής συλλαμβάνει τη θερμότητα, η οποία στη συνέχεια αργά ακτινοβολεί στην άλλη πλευρά. Η μια πλευρά πάντοτε υστερεί από την άλλη, καθώς το σύστημα προσπαθεί να φτάσει σε ισορροπία. Αυτή η διαχρονική διαφορά μεταξύ των δύο πλευρών μπορεί στη συνέχεια να συγκομιστεί μέσω συμβατικών θερμοηλεκτρικών συσκευών.
Εκτός, από τον ημερήσιο κύκλο θερμοκρασίας αέρα 24 ωρών, ο συνδυασμός αυτών των υλικών μπορεί να επιτρέψει τη συλλογή θερμότητας από την κυκλοφορία των μοτέρ σε ψυγεία ή σε μηχανήματα σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις.
Διαβάστε, επίσης,
