Domů
Elektřina
Výroba elektřiny z odpadního tepla? Američtí vědci experimentují s novou metodou
Speciální zařízení dokáže přeměnit okolní teplo na stejnosměrný proud. Autor: Randy Montoya

Výroba elektřiny z odpadního tepla? Američtí vědci experimentují s novou metodou

Průmyslové procesy, spalovací motory aut a další zařízení po celém světě při svém provozu vytváří značné objemy tepla, které však vzhledem k jeho parametrům či chybějícím možnostem odběru nelze využít. Američtí vědci nyní vyvinuli speciální „anténu“ na bázi křemíku, která dokáže využívat teplo k přímé výrobě stejnosměrného proudu.

Výzkumníci ze Sandia National Laboratories spadající pod americké ministerstvo energetiky vyvinuli nové zařízení na bázi křemíku, které dokáže využít teplo, například i to odpadní, k výrobě elektrické energie. Zařízení, které vědci nazvali rectenna (z anglických slov rectifying antenna, usměrňující anténa, pozn. red.), zkonstruovali z běžných materiálů jako hliník, křemík a oxid křemičitý.

„Vyvinuli jsme novou metodu, která v podstatě slouží k získávání energie z odpadního tepla. Motory aut produkují hodně tepla, které je odpadem, že? Představte si, že byste u hybridního auta mohli přeměnit toho teplo z motoru v elektrickou energii. Toto je první krok v tomto směru, ale stále je potřeba odvést mnoho práce,“ říká Paul Davids, fyzik a spoluautor studie.

Experimentální zařízení o rozměrech zhruba 0,3 x 0,3 cm a poloviční tloušťce je tvořeno několika vrstvami. Horní vrstvu tvoří hliník, ve kterém jsou vyleptány proužky o šířce jedné dvacetiny lidského vlasu. Tento vzor, který lidské oko ani nepostřehne, slouží jako anténa pro zachytávání infračerveného záření.

Další části tvoří spodní vrstva z křemíku a prostřední vrstva z oxidu křemičitého, která je se svou tloušťkou pouhých 20 atomů 16000x tenčí než vlas. Vrchní hliníková vrstva s vyleptaným vzorem zachytává infračervené světlo, které dále prostupuje do tenké vrstvy oxidu křemičitého.

Infračervené záření uvězněné v tenké vrstvě oxidu křemičitého vytváří velmi rychlé oscilace, které asymetricky uvádí elektrony do pohybu mezi hliníkovou a křemíkovou vrstvou. Výsledkem je vznik stejnosměrného proudu. Zařízení nemá žádné pohyblivé části a nemusí být v přímém kontaktu se zdrojem tepla, který může vést k tepelnému namáhání.

Snadná výroba ve velkém měřítku

Jelikož vědci využili k výrobě svého zařízení běžné materiály a stejné postupy, které se v dnešní době využívají při výrobě integrovaných obvodů, bylo by podle Joshuy Shanka, vedoucího studie, snadné výrobu převést do velkého měřítka.

„Úmyslně jsme se zaměřili na běžné materiály a procesy, které jsou škálovatelné. Teoreticky by tyto usměrňovací antény mohl vyrábět jakýkoliv komerční závod na výrobu integrovaných obvodů,“ řekl Joshua Shank.

Pokud tato technologie uspěje, bude ji čekat dlouhá cesta, než se dostane do běžné výroby. Současný prototyp vědců dodává pouhých 8 nanowattů elektrického výkonu na centimetr čtvereční při ozařování speciální lampou o teplotě zhruba 450 °C.

Autor úvodní fotografie: Randy Montoya

 

Komentáře

(2)

Vinkler

16. červenec 2018, 06:21

no, 8x10 na-9 lomeno 10 na-4 je cca10mW/m2, Není to trochu málo? To dá termočlánek řádově více. Nebo je tem chyba?

Milan Vaněček

16. červenec 2018, 11:03

Účinnost v IČ oblasti je zatím nula nula nic, v oboru radiových frekvencí či mikrovln už to dobře funguje, s nanotechnologiemi jde o posuv nejprve do infračervené oblasti, výhledové i do viditelného spektra. Ale na to si tak 10-20 let počkáme. To může být zase revoluce ce fotovoltaice (to by byla cena více než desetkrát nižší a energetická návratnost v řádu týdnů či měsíců).

Přidat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna u komentáře
Vyžadované informace jsou označeny *
Pravidla diskuze
Veškeré příspěvky v diskuzi na webu oEnergetice.cz musí splňovat Pravidla diskuze. Přidáním příspěvku do diskuse uživatel vyjadřuje souhlas s těmito pravidly a zavazuje se je dodržovat.
Komentáře pouze pro přihlášené uživatele
Upozorňujeme diskutující, že komentáře v diskuzi budou moci přidávat již brzy pouze přihlášení uživatelé. V diskuzi se stále častěji objevují příspěvky od anonymních uživatelů, které porušují pravidla diskuze. Věříme, že díky tomuto opatření bude diskuze pod články pro všechny přínosnější.
Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj na této stránce.
V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.
OM Solutions s.r.o.
Kpt. Nálepky 620/7, Nové Dvory, 674 01
Třebíč
IČ: 02682516
SOCIÁLNÍ SÍTĚ
© 2021 oEnergetice.cz All Rights Reserved.