TLL Media | Инженеринг ревю | IndustryInfoBG | South-East European INDUSTRIAL Market | Български Технически Каталог | Енерджи Инфо БГ | ТД ИНСТАЛАЦИИ | Екология & Инфраструктура
 
 
 
TLL Media Българското специализирано техническо списание за енергетика
НАЧАЛО     ENGLISH
Търси
TLL Media
TLL Media
ИздателствотоЗа изданиетоАрхивАбонамент РекламаКонтактиПредстоящо
TLL Media
 

ИНОВАЦИИ

Енерджи ревю » Сп. Енерджи ревю - брой 2, 2018,
Иновативна система генерира енергия от температурни флуктуации

Екип от Масачузетския технологичен институт (MIT) разработи иновативен начин за превръщане на температурните флуктуации в електрическа енергия. Вместо да изисква два източника на топлинна енергия с различна температура, новата система използва денонощните изменения в температурата на околната среда.

Новото устройство, наречено топлинен резонатор, може да осигури непрекъсната работа в продължение на години например на дистанционни сензорни системи, без да е необходимо използването на друго захранване или батерии, твърдят учените от MIT.
Макар и генерираните досега мощности от новата система да са скромни, предимството на топлинния резонатор е, че не изисква пряка слънчева светлина.

Това означава, че устройството не се влияе от краткосрочни изменения в облачността, параметрите на вятъра или други условия на околната среда и че то може да бъде разположено практически навсякъде, дори под соларен панел. Поглъщайки отпадната топлина от панела, системата дори ще повиши ефективността му.

Топлинният резонатор надминава по производителност подобно оразмерен пироелектричен материал почти три пъти по отношение на генерирана мощност на единица площ. Учените от MIT разбират, че за да се генерира електроенергия от температурните цикли, е необходим материал с оптимизирана топлинна ефузия – свойство, което описва колко лесно един материал поглъща или отделя топлина от заобикалящата го среда.

Топлинната ефузия съчетава свойствата топлопроводимост (колко бързо топлината се разпространява през даден материал) и топлинен капацитет (колко топлинна енергия може да задържи определен обем от материала). В повечето случаи, ако една от тези характеристики е с висока стойност, то другата е с ниска. Керамиката например има висок топлинен капацитет, но ниска топлопроводимост.

За да се справи с това предизвикателство, екипът създава специална комбинация от материали. Основната структура е изградена от метална пяна, направена от мед и никел, която е покрита със слой графен, осигуряващ още по-висока топлопроводимост. Пяната е напоена с вид восък, наречен октадекан, който изменя фазовото си състояние между твърдо вещество и течност в определен температурен диапазон, избран за конкретно приложение.

При тестването на проба от материала е установено, че в отговор на денонощна температурна разлика от само 10°C материалът генерира 350 миливолта потенциал и 1,3 миливата мощност – достатъчно за захранване на прости малки сензори за следене на показателите на околната среда или комуникационни системи.

Всъщност, едната страна на устройството улавя топлинната енергия, която впоследствие бавно се отделя от другата страна. Тази постоянна разлика между двете половини на системата може да се оползотвори чрез конвенционални термоелектрици. Комбинацията от метална пяна, графен и октадекан, превръща системата в материала с най-висока топлинна ефузия, познат в литературата досега, коментира професорът по химично инженерство в MIT Майкъл Страно.

Въпреки че първоначалните тестове са осъществени на база 24-часовия температурен цикъл на околния въздух, чрез регулиране на свойствата на материала могат да се оползотворят и други температурни изменения, например топлината от циклите на двигателя в хладилник или от машините в индустриалните предприятия.

Проучването частично е финансирано чрез субсидия от Научно-технологичния университет “Крал Абдула” (KAUST) в Саудитска Арабия, където се надяват да използват системата за захранване на мрежи от сензори, следящи условията например в сондажи за нефт и газ.

Такива системи могат да осигурят и захранване с ниска мощност, но с голяма продължителност на устройства, изследващи отдалечени райони, включително и други планети, коментира съавторът в новото проучване и постдокторант в MIT Владимир Коман.



Етикети:   MIT   топлинен резонатор   топлинна ефузия  

Други статии от рубрика Иновации


« Назад
BPVA
Екология и Инфраструктура
 
TLL Media
WebDesignBG            © 2018 TLL Media        Начало   |   Политика за поверителност и защита на личните данни   |   Права за ползване   |   XML    
TLL Media
TLL Media