매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology)과 국립 재생 재생 연구소(National Renewable Renewable Laboratory)의 과학자들
엔지니어가 만든 열기관,백열열원에서 고에너지 광자를 포착하여 전기로 변환하는 열광전지(TVP)입니다. 이 시스템은 태양 전지판의 작동 방식에 대한 아이디어를 반복합니다.
MIT에서 개발된 열 소자는 다음으로 구성됩니다.세 가지 주요 부분. 금의 내부 미러 층은 두 개의 합금 층으로 순차적으로 코팅되는데, 그 합금의 상부(외부)는 밴드 갭이 높고 하부(중간)는 폭이 약간 더 작습니다. 밴드 갭 - 반도체 및 유전체의 특성, 전자가 가전자대에서 전도대로 전이되는 데 필요한 최소 에너지.
외부 레이어는 가장 높은 곳에서 광자를 캡처합니다.에너지를 만들어 전기로 변환합니다. 중간 합금은 첫 번째 층을 통과하는 더 낮은 에너지의 가벼운 입자를 포착하고 변환합니다. 금층에 도달한 광자는 거울 표면에서 반사되어 열원으로 돌아갑니다. 엔지니어에 따르면 이 접근 방식은 에너지 손실을 줄입니다.
연구원들은 생성된 요소를 테스트했습니다.열유속 센서를 사용합니다. 과학자들은 고온 램프의 빛을 열 기관에 집중시키고 온도에 따라 요소의 에너지 효율이 어떻게 변하는지 테스트했습니다. 측정 결과 1900°C~2400°C의 온도에서 개발된 TVP 소자의 효율은 40%였습니다.
열 배터리의 개략도. 출처: Henry et al., MIT, Nature
엔지니어는 자신의 요소를열 배터리 네트워크 규모. 이러한 시스템은 태양과 같은 재생 가능한 자원에서 초과 에너지를 흡수하여 단열이 높은 뜨거운 흑연 항아리에 저장합니다. 예를 들어 흐린 날에 필요한 경우 TVP 요소는 열을 전기로 변환하여 네트워크에 공급합니다.
열광전지 강철 셀열 배터리가 실행 가능한 개념임을 입증하기 위한 최신 단계입니다. 탄소 배출을 줄이는 데 영향을 미칠 수 있는 안전하고 환경 친화적인 기술입니다.
Asegun Henry, MIT 교수이자 연구 공동 저자
연구원에 따르면 90% 이상이세계의 전기는 열원(석탄, 가스, 원자력)에서 생성됩니다. 증기 터빈은 열을 전기로 변환하는 전통적인 방법입니다. 이러한 시스템에서 가열된 수증기는 터빈을 회전시키고 자기장이 교류를 생성하는 발전기를 작동시킵니다.
물리학자들은 평균적으로 증기 터빈이열의 약 35%를 전기로 안정적으로 변환합니다. 또한 시스템의 움직이는 부분은 온도에 민감하므로 고온의 열원은 이러한 터빈에서 작동할 수 없습니다.
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