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英媒:新型热电发电机可将温差转化为电力

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英媒:新型热电发电机可将温差转化为电力

2019-09-27

英媒称,一种夜间利用地面辐射热量发电的装置可被用来为偏远地区的灯和手机供电。

据英国《新科学家》周刊网站9月12日报道,全球有超过10亿人——大多生活在贫困的偏远地区——仍然用不上电。在这些社区,廉价的太阳能电池越来越多地被用于为电灯、手机和家用电器供电,但它们只在白天工作。

现在,美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的阿斯沃斯·拉曼及其同事发明了一种利用热电效应在夜间发电的装置。热电效应使得温差能被转化为电力。

传统上,热电装置的使用者利用工厂和汽车尾气产生的废热与温度较低的周围空气的温差来提取电力。

拉曼的研究团队采取了不同的方法。他们利用一种被称为“辐射天空冷却”的机制制造出了温差,这种机制会导致面向天空的表面在将热量自然辐射到天空中时温度变得比周围的空气更低。例如,这一现象解释了为什么即使气温在零度以上,草叶上也会形成霜。

研究人员制造了一个聚苯乙烯盒,在盒子外部朝上的一面放置一块黑色圆盘,在盒子内放置一块铝。根据设计目标,黑色圆盘通过向天空散热来降温,而铝块则通过吸收来自夜晚空气的热量来升温。这两样东西被连接到一个将温差转化为电力的商用热电发电机上。

在一个深夜温度为1摄氏度的晴朗夜晚,研究团队在加利福尼亚州斯坦福大学的一处屋顶上对该系统进行了测试。它产生了每平方米25毫瓦的能量。这足以启动LED灯。

拉曼说:“若能改进热能工艺,同时在夜晚空气温度更高的更炎热气候条件下运行,其能量输出很可能提高19倍。”他说,这将足以为照明设备供电或为手机充电,但不足以为电炉灶供电。

拉曼说,组装该系统的总成本不到30美元,这使得它与其他夜间离网供电的技术——例如白天储存太阳能、夜间供电的电池——相比具有竞争力。

报道称,热电发电机通常含有像碲化铅和碲化铋这样的有毒物质。但拉曼说,如果包装得当,这种夜间设备应该可以安全使用20年或更长时间。他说:“一个重要原因是,与其他热电产品相比,我们在温度相对较低的环境中运行这种设备。”

 

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