Forscher arbeiten seit langem daran, einen Weg zu finden, Temperaturunterschiede zur Stromerzeugung zu nutzen. Und jetzt hat eine Gruppe von Wissenschaftlern der Penn State und des National Renewable Energy Laboratory entwickelt einen neuen flexiblen thermoelektrischen Generator das Abwärme in Strom umwandeln kann, indem es um heiße Oberflächen wie Auspuffrohre gewickelt wird.
„Eine große Menge Wärme aus der Energie, die wir verbrauchen, wird im Wesentlichen weggeworfen, oft direkt in die Atmosphäre verteilt. Wir hatten keine kostengünstigen Möglichkeiten mit konformen Formen, um diese Wärme einzufangen und in nutzbare Energie umzuwandeln. Diese Forschungöffnet diese Tür“, sagte Shashank Priya, stellvertretender Vizepräsident für Forschung und Professor für Materialwissenschaft und -technik an der Penn State.
Diese flexiblen Geräte sind jedoch hervorragend verträglich mit Abwärmequellen wie Rohren in Industrie- und Wohngebäuden oder Auspuffrohren an Fahrzeugen. Außerdem müssen sie im Gegensatz zu nicht einmal auf Oberflächen geklebt werden. die vorherigen starren Geräte, und als Ergebnis unterstreichen diese Qualifikationen die Effizienz des flexiblen Geräts.
Wenn der thermoelektrische Generator in der Nähe einer Wärmequelle platziert wird, erzeugt er einen elektrischen Strom durch Elektronen, die sich von der heißen Seite zur kalten Seite bewegen. Das Gerät hat eine flache, quadratische Form und besteht aus kleinen zweibeinigen Paaren von Saiten, die sindmiteinander verbunden. Zwischen den Streifen gibt es Lücken, die die Flexibilität bieten, um gekrümmte Oberflächen wie Rohre zu passen. Die Lücken erhalten auch die Flexibilität des Geräts, den Füllfaktor zu ändern, was verwendet werden kann, um thermoelektrische Geräte für verschiedene Wärmequellen zu optimieren.
Basierend auf den Berichten der Wissenschaftler hat das Gerät seine Testphase erfolgreich abgeschlossen, indem es eine um 150 Prozent höhere Leistungsdichte als andere hochmoderne Geräte lieferte. Auf der anderen Seite war eine vergrößerte Version, die leicht warüber 3 Quadratzoll, behielt einen Leistungsdichtevorteil von 115 Prozent bei. Laut den Forschern erzeugte diese Version eine Gesamtleistung von 56,6 Watt, wenn sie auf der erhitzten Oberfläche platziert wurde.
„Denken Sie an ein Industriekraftwerk mit hunderten von Fuß langen Rohren. Wenn Sie diese Geräte um eine so große Fläche wickeln können, könnten Sie Kilowatt Energie aus Abwärme erzeugen, die normalerweise einfach weggeworfen wird. Sie könnten abgeführte Wärme inetwas Nützliches“, fügte Priya hinzu.
Natürlich hat das Design Vorteile. Zum einen bietet es Komfort bei der effizienten Nutzung der normalerweise verschwendeten Wärme. Zum anderen ist es bemerkenswert, dass das Gerät aufgrund seiner Struktur mit schwierig zu applizierenden Oberflächen wie Rohren kompatibel ist. DaherDiese Innovation ist vielversprechend für die Stromerzeugung aus bisher schwer nutzbaren Flächen.