Científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts y del Laboratorio Nacional de Energías Renovables
Motor térmico creado por ingenieros,es una celda termofotovoltaica (TVP) que captura fotones de alta energía de una fuente de calor incandescente y los convierte en electricidad. Este sistema repite la idea de cómo funcionan los paneles solares.
El elemento térmico desarrollado en el MIT consiste entres partes principales. La capa de oro del espejo interior se recubre secuencialmente con dos capas de aleaciones, la superior (exterior) de las cuales tiene un ancho de banda alto y la inferior (intermedia) tiene un ancho ligeramente menor. Brecha de banda: una característica de los semiconductores y dieléctricos, la energía mínima requerida para la transición de un electrón de la banda de valencia a la banda de conducción.
La capa exterior captura fotones desde lo más alto.energía y la convierte en electricidad. La aleación intermedia captura y convierte las partículas de luz de menor energía que pasan a través de la primera capa. Los fotones que han llegado a la capa de oro son reflejados por la superficie del espejo y devueltos a la fuente de calor. Este enfoque, según los ingenieros, reduce las pérdidas de energía.
Los investigadores probaron el elemento creado.utilizando un sensor de flujo de calor. Los científicos concentraron la luz de una lámpara de alta temperatura en su motor térmico y probaron cómo cambiaba la eficiencia energética del elemento dependiendo de la temperatura. Las mediciones mostraron que a temperaturas de 1900 °C a 2400 °C, la eficiencia del elemento TVP desarrollado fue del 40 %.
Diagrama esquemático de una batería térmica. Fuente: Henry et al., MIT, Naturaleza
Los ingenieros planean convertir sus elementos enbáscula de red de baterías térmicas. Tal sistema absorbería el exceso de energía de fuentes renovables como el sol y la almacenaría en recipientes de grafito caliente altamente aislados. Si es necesario, por ejemplo, en días nublados, los elementos TVP convertirán el calor en electricidad y lo suministrarán a la red.
Celdas de acero termofotovoltaicasel último paso para demostrar que las baterías térmicas son un concepto viable. Es una tecnología segura y respetuosa con el medio ambiente que puede tener un impacto en la reducción de las emisiones de carbono.
Asegun Henry, profesor del MIT y coautor del estudio
Según los investigadores, más del 90%La electricidad en el mundo se genera a partir de fuentes de calor (carbón, gas, energía nuclear). Las turbinas de vapor son la forma tradicional de convertir el calor en electricidad. En tales sistemas, el vapor de agua caliente hace girar una turbina y pone en movimiento un generador eléctrico, cuyo campo magnético crea una corriente alterna.
Los físicos notan que, en promedio, las turbinas de vaporconvertir de forma fiable alrededor del 35% del calor en electricidad. Además, las partes móviles del sistema son sensibles a la temperatura, por lo que las fuentes de calor de alta temperatura no pueden funcionar con tales turbinas.
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