一种利用废热的新方法
根据麻省理工学院和斯坦福大学的研究人员的说法，电化学方法有可能有效地将低品位的热量转化为电能。
大量的余热是由工业过程和发电厂产生的;世界各地的研究人员花了几十年的时间寻找利用这些浪费能源的方法。大多数此类努力都集中在热电装置上，这是一种可以通过温度梯度产生电力的固态材料，但这种装置的效率受到材料可用性的限制。
现在，麻省理工学院和斯坦福大学的研究人员发现了一种将低温废热转化为电能的新方法——即在温差小于100摄氏度的情况下。
这种新方法基于一种叫做热电效应的现象，发表在《自然通讯》杂志上的一篇论文中，作者是麻省理工学院的博士后杨媛和陈刚教授，斯坦福大学的博士后李石宇和崔毅教授，还有另外三位。
由于可充电电池的电压取决于温度，因此新系统将这些电池的充放电循环与加热和冷却相结合，使放电电压高于充电电压。该系统可以有效地利用即使是相对较小的温差，例如50°C的温差。
首先，未充电的电池被废热加热。然后，在较高的温度下，对电池充电;一旦充满电，让它冷却。因为充电电压在高温下比在低温下低，一旦冷却，电池实际上可以比充电时提供更多的电力。当然，这些额外的能量并不是凭空出现的:它来自于加入系统的热量。
该系统旨在收集低于100摄氏度的热量，这占潜在可收集废热的很大比例。在60°C余热的演示中，新系统的效率估计为5.7%。
这种方法的基本概念最初是在20世纪50年代提出的，Chen说，但是，“一个关键的进步是使用当时不存在的材料”作为电池电极，以及工程系统的进步。
杨补充说，早期的工作是基于500°C或更高的温度;目前大多数热回收系统在温差较大的情况下工作效果最好。
虽然新系统在能量转换效率上有显著的优势，但目前它的功率密度——给定重量可以传递的功率量——比热电系统低得多。陈说，还需要进一步研究，以确保长期使用的可靠性，并提高电池充放电的速度。他警告说:“下一步还需要做很多工作。”
Carl Richard Soderberg动力工程教授兼麻省理工学院机械工程系主任Chen说，目前还没有好的技术可以有效地利用这个系统所能利用的相对较低的温差。他说:“我们认为这种效率相当有吸引力。”“如果能开发出一种技术来利用这种低温废热，那么这种废热就太多了。”
崔说:“几乎所有的发电厂和制造过程，如炼钢和炼钢，都会向环境温度释放大量的低品位热量。我们的新电池技术旨在利用这种工业规模的温度梯度。”
Lee补充说:“这项技术还有一个额外的优势，那就是使用低成本、丰富的材料和已经在电池行业广泛使用的制造工艺。”
麻省理工学院的工作部分由美国能源部资助，部分由固态太阳能-热能转换中心和美国空军资助。斯坦福大学的这项工作得到了美国能源部、SLAC国家加速器实验室和韩国国立研究基金会的部分资助。
麻省理工学院
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