Потерянное тепло — новый источник энергии

Потерянное тепло — новый источник энергии

Огромное количество тепловой энергии, которая бесцельно тратится каждый год, может быть собрано обратно при помощи микроскопических проводов, сделанных из распространенного ингредиента любой косметической присыпки.

В основе своей работы, девайс использует эффект, впервые описанный еще древнегреческим философом Теостратом в 314 году до н.э. Античный ученый открыл, что драгоценный камень турмалин генерирует статическое электричество и при нагревании притягивает соломинки. Этот феномен, названный пироэлектрическим эффектом, происходит, когда нагревание и охлаждение меняют молекулярную структуру некоторых материалов, включая и камень турмалин, что создает дисбаланс электронов, которые, в свою очередь, и создают электрический ток.

Подобным образом, современные ученые и планируют преобразовывать тепло в электричество, примерно также, как солнечный свет генерирует электричество. В первую очередь, ученые хотели бы сконцентрироваться на тепле, производимым побочно — от компьютеров и до машин.

«Отработанное тепло является богатым источником энергии, который можно эффективно использовать», говорит исследователь Чжонг Лин Ванг, нанотехнолог Технологического Института Джорджии, Атланта. «Например, в 2010 году, 50% энергии, выработанной в США, было потеряно вследствии неиспользования потенциала отработанного тепла».

Ванг и его коллеги используют пироэлектрический эффект, создавая наногенераторы — генераторы, по размеру не превышающие и нескольких нанометров, или миллиардной доли метра. Они создали нановолокна из оксида цинка, компонента, часто используемого в косметической промышленности, производстве красок, электроники, даже еды. Нановолокна шириной не более 200 нанометров, или примерно половины длины волны фиолетового света, 2 микрометрам в длину, или примерно одной пятнадцатой ширины человеческого волоса.

Пучок этих нановолокон похож на щетину щетки, создающей электричество при нагревании или охлаждении.

«Это первое испытание пироэлектрического наногенератора», говорит Ванг.

На каждый ватт тепла, получаемого 1 квадратным метром наногенераторов, устройству удается сгенерировать 0,08 В электричества. Например, среднее количество солнечного излучения, получаемого землей, составляет 1’361Вт на квадратный метр. Если эта энергия будет поступать лишь в форме тепла, 1 квадратный метр наногенераторов сможет производить примерно 108 В.

Потенциальное применение этих наногенераторов может включать в себя питание беспроводных сенсоров и личной микроэлектроники, говорит Ванг. Несмотря на успехи в исследованиях, исследователи указывают на огромный объем работы, которую еще предстоит выполнить для широкомасштабного внедрения наногенераторов в жизнь. Например, обеспечить контроль дефектов оборудования и улучшить свойства используемых материалов.

«Бизнесу еще придется немного подождать, пока данная техника сможет использоваться на практике», говорит Ванг.

Впервые, ученые объявили о своем открытии 13 июня в журнале Нано исследования.

Автор

Запись опубликована 26 Июнь 2012 в разделе Технологии