ACER_november Advertisement ACER_november Advertisement ACER_november Advertisement

Nový tepelný motor bez pohyblivých častí dosiahol prelomovú energetickú účinnosť

0

Vedci dúfajú, že termofotovoltické (TFV) články v pevnom stave bez pohyblivých častí môžu dosiahnuť vyššiu účinnosť pri vyšších teplotách, pokiaľ ide o premenu tepla na elektrickú energiu. Mohli by tak vzniknúť energetické siete založené výlučne na obnoviteľných zdrojoch. Jeden z takýchto TFV článkov teraz dosiahol nový svetový rekord 40 % účinnosti, čo je lepšie ako pri parných turbínach, ktoré sa tradične používajú na premenu tepla na elektrinu a ktorých maximálna účinnosť je 35 %.

TFV premieňajú vysokoenergetické fotóny z horúcich zdrojov tepla na elektrinu. V kombinácii s tepelnými batériami by mohli zachytávať energiu zo Slnka, uchovávať ju a uvoľňovať elektrinu podľa potreby. Jedna z výhod polovodičových konvertorov energie je tá, že môžu pracovať pri vyšších teplotách a s nižšími nákladmi na údržbu, pretože nemajú žiadne pohyblivé časti. Rekordný TFV článok môže vyrábať elektrinu zo zdrojov tepla pri teplotách 1900 až 2400 stupňov Celzia, ktoré sú nemysliteľné pri bežných parných turbínach pre ich pohyblivé súčasti.

Rekordná účinnosť sa merala pomocou snímača tepelného toku na meranie tepla absorbovaného článkom, ktorého veľkosť je približne štvorcový centimeter. Na regulovanie množstva tepla, ktorému bol článok vystavený, sa použila vysokoteplotná žiarovka, čo odhalilo, že je v vhodný na zabudovanie do väčšieho systému. Zvýšenie účinnosti je spôsobené najmä použitými materiálmi, ktoré majú tzv. nízku pásmovú medzeru, teda medzeru, ktorú musia elektróny prekročiť, aby sa mohla vyrábať elektrina. V tomto prípade výskumníci použili materiály s vyšším pásmovým rozpätím a vo viacerých vrstvách.

Konkrétne využili tri vrstvy: zliatinu s vysokou pásmovou medzerou na zachytenie vysokoenergetických fotónov, ktoré sa premenia na elektrinu, zliatinu s nízkou pásmovou medzerou na zachytenie nízkoenergetických fotónov, ktoré prekĺznu cez prvú vrstvu, a zlaté zrkadlo, ktoré odráža fotóny, ktoré prešli celou cestou späť k zdroju tepla, čím sa minimalizuje plytvanie teplom. Keďže sa teraz ukázalo, že TFV článok je funkčný, spoľahlivý a účinný, vedci môžu pokračovať v jeho rozširovaní a kombinovaní s ďalšími prvkami, aby vytvorili úplný systém výroby energie. Výskum bol uverejnený v časopise Nature.

Zdroj: sciencealert.com.

Redakcia

Všetky autorove články

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať