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美国研发火柴盒大小设备 可将汽车/家中的废热转变成电力

盖世汽车 余秋云 2020-08-02 08:30:25
核心提示:热水管、汽车、计算机等设备都会产生热量,如果可以利用此类热量,将其转变成电力,可节省多少电力成本。

盖世汽车讯 据外媒报道,美国宾夕法尼亚州立大学( Pennsylvania State University)的一组科学家表示,他们研发了一种火柴盒大小的设备,能够将家中、办公室中以及汽车里的废热转变成一种环保的电力来源。

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(图片来源:宾夕法尼亚州立大学)

宾夕法尼亚州立大学研究副校长兼材料科学和工程系教授Shashank Priya表示:“我们能够利用周围的废热资源,如家中热水管中的热量。在正常情况下,从此类管道中释放出来的热量都消失到了大气中。现在,我们能够捕获一些废热,并将其转化为有用的电力。”

科学家们表示,热电装置能够可靠地将热量转化为电力,但是该项技术在现实环境中效率低下。他们研发的新模块实现了以前只在实验室环境中才能达到的高效率。

当此类模块被放置在热源附近时,电子会从热的一边移到冷的一边,由此产生电流。科学家表示,该装置没有活动部件,不会产生化学反应或排放,是一种很有发展前景的清洁能源。该项技术还能够替代含有氢氟烃的空调装置,因为氢氟烃是一种强效的温室气体。科学家们表示,如果给此类设备供电,它们就会变冷,并将湿气凝结成冰。

与置于热水管线附近的商用模块相比,此类模块产生的电力高出28%,功率密度(每单位热电材料所产生的功率)高162%。

美国国家可再生能源实验室的工程师兼该研究的合著者Ravi Anant Kishore表示:“此种设计独特的热电发电机所用的热电材料是商用模块的一半,因此价格更便宜、重量也更轻。此外,此类模块也可以方便地部署在人体,以捕获身体的热量,从而为可穿戴设备和植入式设备持续提供动力。”

研究人员证明了临界传热系数的存在,即在给定温差下,热电表面与热源或环境空气之间单位面积的传热系数,可用于优化利用不同热源的设备。此类设备与一排两腿并排摆放的小桌子类似,科学家们表示,改变腿的尺寸(宽高比),以及腿之间的间隙(填充率),都可以改变该设备的性能。

科学家们还发现,传热系统中有一个临界点,即一边需要更高的宽高比和较低填充率,另一边需要更高的填充率和较低的宽高比。科学家们表示,此类发现为研发模块提供具体的设计标准,以及对技术的部署将产生变革性的影响。

科学家们还研发了能够在不同温度范围内工作性能达到最佳的材料。研究人员表示,将多层模块堆叠起来,每个模块都针对不同的温度范围进行优化,有助于提高效率。此外,科学家们还利用原材料制造了模块的各个方面,并考虑到了设计中使用的所有组件,包括焊接和钎焊所用到的组件。

*特别声明:本文为技术类文章,禁止转载或大篇幅摘录!违规转载,法律必究。

本文地址:https://auto.gasgoo.com/news/202008/2I70191881C409.shtml

文章标签: 黑科技 前瞻技术

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