不論是電子設備還是汽車, 工業機械, 使用過程中產生的廢熱一直是個問題, 可能因此損壞零件或致使效率降低. 加州大學柏克萊分校工程師現在開發出一種納米薄膜, 可與各種廢熱源結合, 將多餘廢熱轉化為可用能量, 減少能源浪費.
當你用手機或電腦在瀏覽網路新聞時, 這些電子產品正在產生大量廢熱, 之前就有數據估計, 光是一台 E 級超級電腦就可以耗用一個燃煤電廠 10% 電力, 而其中大部分能量最後都會浪費掉.
那我們試著將熱能轉換成可用能源?這不是什麼新想法, 《Forbes》報導, 事實上在法拉第發明電磁旋轉機器(今天電動機的雛型)時期, 科學家就認知到可以利用溫度梯度(temperature gradient)將熱能轉換為電能, 像 JikoPower 這種以材料兩側溫差來產生電力的設備就非常適用.
不幸的是, 大部分廢熱溫度都低於 100℃, 利用上有些限制, 需要高導電率但低導熱率的材料輔助, 而這不是太容易辦到的組合.
加州大學柏克萊分校材料科學與工程學副教授 Lane Martin 領導的團隊現在採用不同方法, 開發出可從熱電轉換過程中收集廢熱並轉化成電力的納米材質薄膜, 研究發布在《自然-材料(Nature Materials)》期刊上.
團隊合成了厚度僅 50~ 100 納米的薄膜, 測量它們從廢熱中轉換產生的電流量與溫度, 發現薄膜可以實現 1.06J/CM3 能量密度(energy density), 526 W/cm3 功率密度(power density)以及 19% 卡諾效率(Carnot efficiency), 種種表現都刷新了熱電能量轉換記錄.
有了這種薄膜, 轉換廢熱能將變得更自如, 團隊下一步準備將薄膜優化成適用特定廢熱溫度的材料.
