@ 2017.03.31 , 13:00

利用温差发电的无毒材料

美国犹他大学的工程师们最近发现了一种新材料,利用这种材料,未来就可利用饰品和体温为躯体传感器供电,或者利用烹饪锅给手机充电。

犹他大学材料科学与工程教授Ashutosh Tiwari领导的研究团队发现结合化学元素钙、钴及铽能创造一种高效廉价无害的材料,这种材料能利用冷热空气引起的热电效应产生电力。该发现已被发表在3月20日的科学报道杂志上,论文第一作者为犹他大学材料科学与工程的博士后Shrikant Saini。

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Ashutosh研发的新材料(两块薄板之间的黑色块)

热电效应是指利用材料温差产生电气电压的过程。当材料的一段较热而另一端较冷,电子从热端流向冷端,从而产生电压。该材料利用不到一度的温差就能产生可测电压。

多年来,相关研究者致力于寻找合适种类的材料提高热电效应的效率、产生更多电力同时安全无毒害。其他材料也能通过热电效应产生电力,比如镉、碲化物或者汞相关的材料,但这些材料对人类有毒害。Tiwari的团队研发的新材料的特有优势在于其不仅廉价,而且对生物和生态无害,同时能高效产生电力。因此,人们可以放心使用。

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图中,利用火炉中的热量与锅中的冷水或者食物产生电力,给手机充电

Tiwari说:“新材料中不含任何有毒化学物质,并且十分高效,可被用于日常应用,应用前景十分广阔。”比如可利用材料打造利用体温发电的珠宝,为血糖仪或者心脏监护器等植入医疗设备供电。利用该材料制造为移动设备充电的烹饪锅,或者能从引擎抽取热量的汽车从而给手机充电。飞机可利用内部的热度和外部的冷空气产生额外的电力。发电厂也可利用该材料循环使用发电机产生的热量制造更多的电力。

博士后Saini说道:“发电厂60%的能量都浪费了,有了这种材料就能充分利用这些散失的能量。(网友SiaoX评论道:利用废热的热电效应产生电力的效率约为4%,所以实际上只能重新利用2.4%)”

最后,Tiwari说该材料可被用于电力紧张的发展中国家,所需要的仅仅是炉火。他还提到犹他大学技术商业化办公室已为该材料申请美国专利,该团队将首先研究将其应用于汽车和生物传感器上。

本文译自 phys,由译者 CliffBao 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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