新型熱電材料有效將廢棄熱能轉(zhuǎn)化為電能

1、新型熱電材料有效將廢棄熱能轉(zhuǎn)化為電能美國(guó)GMZ Energy4月22日宣布推出一款突破性的新型材料，有助于制造新 一代更加清潔、能效更高的產(chǎn)品。這種新型熱電材料使用了納米技術(shù)，清潔環(huán) 保，能夠有效地將廢棄的熱能轉(zhuǎn)化為電能，從而為綠色消費(fèi)品及工業(yè)品的發(fā)展 鋪平道路，推動(dòng)未來(lái)的可持續(xù)發(fā)展。該款GMZ材料功能眾多、應(yīng)用廣泛。它能優(yōu)化電冰箱及空調(diào)的制冷功能， 并能利用汽車尾氣排放系統(tǒng)的熱源產(chǎn)生動(dòng)力。由于 GMZ材料已經(jīng)研發(fā)成功，并 具有成本效益及易于采用等特點(diǎn)，因此具備商業(yè)可行性。它可以用于現(xiàn)今許多 產(chǎn)品，能減少能源消耗和溫室氣體排放?！伴L(zhǎng)期以來(lái)，因?yàn)楦叱杀竞偷托?，熱電材料一直未能在清潔技術(shù)中廣泛運(yùn)

2、 用，但現(xiàn)在我們已經(jīng)克服了這些問(wèn)題。 ” GMZ Energ的 CEO Mike Clary說(shuō)：該技術(shù)所能達(dá)到的效率令人倍感興奮，而 GMZ En ergy已經(jīng)做好充分準(zhǔn) 備，于今日發(fā)布這種具備商業(yè)可行性的新材料，以促進(jìn)其在日用品中的應(yīng)用。短期來(lái)看，這款GMZ材料將應(yīng)用于制冷設(shè)備，以制造能耗更少的產(chǎn)品，或 利用原本被浪費(fèi)的能源。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)講，它可以提供更先進(jìn)的解決方案，比如利用 尾氣排放系統(tǒng)以及性能得到提升的太陽(yáng)能電池板為汽車提供部分動(dòng)力。GMZ材料目前正在美國(guó)及亞太地區(qū)一些指定廠家接受進(jìn)一步的測(cè)試，并請(qǐng) 先行客戶試用。該材料很容易與現(xiàn)有或新型產(chǎn)品的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)集成，從而快速打入市場(chǎng)。GMZ En e

3、rgy正依靠其多個(gè)量產(chǎn)制造設(shè)備，試產(chǎn)該種材料。以前生產(chǎn)該種材料是 復(fù)雜的工作，需要多個(gè)納米工程技術(shù)步驟。而GMZ Energy首創(chuàng)簡(jiǎn)單的制造流程，能夠高效而且大規(guī)模生產(chǎn)該種熱電材 料，從而使商業(yè)應(yīng)用成為可能。GMZ熱電材料由清潔環(huán)保的合成物質(zhì)組成。這種鉍-銻-碲合金先被壓成大 約只有頭發(fā)寬度千分之一的納米顆粒，然后通過(guò) GMZ創(chuàng)新制造流程，經(jīng)過(guò)加熱 擠壓在一起。該制造流程將納米顆粒散布到團(tuán)狀材料中，以便散發(fā)進(jìn)入的熱 能。因此，該材料能夠在電能傳導(dǎo)的同時(shí)減緩熱能傳導(dǎo)，從而改變熱能的流動(dòng)方向，驅(qū)動(dòng)電子和能量，使其不會(huì)散逸。 GMZ 材料帶來(lái)的好處，即在于更有效 地管理、引導(dǎo)和優(yōu)化產(chǎn)品所使用的能源。

4、“這款新型材料以有效的成本提升能效，將對(duì)許多產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶來(lái)顯著的影 響?！辈ㄊ款D學(xué)院物理系教授及GMZE nergy創(chuàng)始人之一任志鋒先生表示，除了 目前在制冷方面的應(yīng)用，這種新型材料也能夠拓展到新的應(yīng)用上，比如有助于 太陽(yáng)能電廠內(nèi)用太陽(yáng)熱電方法產(chǎn)生電能。 ”該熱電材料的生成技術(shù)由美國(guó)兩家頂 級(jí)的研究型大學(xué)（麻省理工學(xué)院和波士頓學(xué)院）的研究人員共同發(fā)明。 GMZ Energy由麻省理工學(xué)院的陳剛教授、波士頓學(xué)院的任志鋒教授以及公司的CEOMike Clary共同創(chuàng)建，目的在于將該創(chuàng)新推向市場(chǎng)，使其在大量的商品和消費(fèi)品 上的運(yùn)用成為可行。熱能轉(zhuǎn)化為電能效果圖這是一個(gè)將熱能轉(zhuǎn)換為電能的實(shí)驗(yàn)。此設(shè)備可將

5、任何高溫余熱轉(zhuǎn)化為有用 的電能。熱電極在左側(cè)，和任何加熱金屬一樣，其表面有一層電子。如果能夠把這些電子收集到一個(gè)冷卻器表面，它們就能有效地產(chǎn)生電力。然而，在一般情況下，很少能從這些沸騰的電子收集到電流。因?yàn)槿魏芜@ 樣的提取物只造成實(shí)體周圍空間的電荷效應(yīng)。通過(guò)利用納秒級(jí)和高電壓脈沖在 室內(nèi)點(diǎn)燃氙氣，從而形成等離子體。借助等離子體這個(gè)通道，使電流流動(dòng)，且 在不受任何負(fù)電荷阻礙的情況下，使熱能轉(zhuǎn)化為電能。據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，美國(guó)科學(xué)家成功發(fā)明了一種新型裝置，能夠?qū)崮芡ㄟ^(guò) 聲波為中間形式最終轉(zhuǎn)化成電能，成為環(huán)保的魔術(shù)般新技術(shù)。猶他州大學(xué)的物理學(xué)家發(fā)明了一種小型裝置，它能夠?qū)崮苻D(zhuǎn)變?yōu)槁暡ǎ?然后最終轉(zhuǎn)變

6、為電能。這項(xiàng)技術(shù)為將廢熱轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?、利用太?yáng)能和給電腦與 雷達(dá)制冷帶來(lái)希望。猶他州大學(xué)物理學(xué)教授奧列斯特辛科（Orest Symko說(shuō)，我們現(xiàn)在可以用通過(guò)聲波這種有效的、簡(jiǎn)單的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)將廢熱轉(zhuǎn)換成電能。這 是一個(gè)利用廢熱這種可再利用能源的新的方法。 ”辛科的五個(gè)博士學(xué)生最近發(fā)明了一種能夠改善聲學(xué)熱轉(zhuǎn)換效率的方法。聲 學(xué)熱轉(zhuǎn)換是將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊嫜b置?？茖W(xué)家們將于六月八日星期五在希 爾頓鹽湖城中心旅館召開的美國(guó)聲學(xué)協(xié)會(huì)年會(huì)上公布他們的發(fā)現(xiàn)。辛科計(jì)劃在一年之內(nèi)測(cè)試這個(gè)裝置，利用一軍隊(duì)雷達(dá)設(shè)備和大學(xué)熱水發(fā)電 站的廢熱發(fā)電。這項(xiàng)研究是由美國(guó)軍隊(duì)資助的。他說(shuō)， “美國(guó)軍方對(duì)利用雷達(dá)產(chǎn)生的廢熱以 及

7、發(fā)明一個(gè)輕便的電源感興趣，它能夠在戰(zhàn)場(chǎng)上派上用場(chǎng)并讓電子儀器運(yùn)行起 來(lái)?！毙量祁A(yù)計(jì)這項(xiàng)裝置在兩年就能投入使用，它可以作為將陽(yáng)光轉(zhuǎn)換為電能的 光電電池的代替品。這項(xiàng)熱能轉(zhuǎn)換裝置還可用于為膝上計(jì)算機(jī)及其他電腦制 冷，這些電腦隨著它們的電子原件進(jìn)一步復(fù)雜化，它們就會(huì)產(chǎn)生更多的熱能。 辛科還預(yù)見到利用這個(gè)裝置可以用于核電站冷卻塔釋放的熱能進(jìn)行發(fā)電。如何從熱能和聲波獲得能量辛科正在致力于將熱能轉(zhuǎn)換為電能的研究，它是基于他正在進(jìn)行的有關(guān)研 制為電子原件制冷的小型熱聲冷卻器研究。在 2005 年，他開始了一個(gè)五年的熱能 -聲波 -電能轉(zhuǎn)換研究項(xiàng)目，名稱是熱 聲壓電能量轉(zhuǎn)換項(xiàng)目（tapec）。辛科還與華盛頓州

8、立大學(xué)和密西西比大學(xué)的合作 者進(jìn)行了協(xié)作。這個(gè)項(xiàng)目在過(guò)去的兩年中獲得了兩百萬(wàn)美元的資助，辛科希望小型熱能-聲波-電能轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)一步地小型化，以便讓科學(xué)家們能夠?qū)⑽⑿蜋C(jī)電系統(tǒng)合并在 一起來(lái)為電腦及其他電子器件如放大器進(jìn)行制冷。利用聲波轉(zhuǎn)換熱能為電能有 兩個(gè)主要步驟。辛科和同事發(fā)明了各式各樣的新型熱能轉(zhuǎn)換引擎以完成第一 步：將熱能轉(zhuǎn)換為聲波?？茖W(xué)家們可以利用現(xiàn)有技術(shù)將聲波轉(zhuǎn)化為電能，即壓 電裝置。大多數(shù)辛科實(shí)驗(yàn)室中的熱能轉(zhuǎn)換到電能的聲學(xué)裝置是放置在一個(gè)圓柱形狀 的“共振器 ”。當(dāng)靠近熱源 如火柴、噴燈或者一個(gè)發(fā)熱元件 時(shí)，熱空氣流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生 一個(gè)單頻聲波，與空氣吹入到笛子中類似。辛科說(shuō)， “你所面對(duì)的熱能，曾經(jīng)是不穩(wěn)定的，突然它變成了同一頻率的聲 波”。然后聲波擠壓壓電器件，產(chǎn)生電壓。辛科說(shuō)這類似于你打擊你的肘部神經(jīng) 時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)痛覺神經(jīng)電脈沖。更長(zhǎng)的共振器圓柱會(huì)產(chǎn)生較低的音調(diào)，而較短的圓柱管會(huì)產(chǎn)生更高的音 調(diào)。那些轉(zhuǎn)化熱能成聲波然后再到電能的裝置沒(méi)有運(yùn)動(dòng)機(jī)件，所以這種裝置將 要求短時(shí)間