日本研發(fā)新型地?zé)崮茈姵?無需高溫也能有效發(fā)電
摘要: 相較于太陽能與離岸風(fēng)電,地?zé)崾禽^為冷門的再生能源系統(tǒng),這可能是因?yàn)殚_發(fā)難度跟成本較高的原因,而現(xiàn)在日本科學(xué)家讓地?zé)岣佑H民了,他們研發(fā)出“地?zé)犭姵亍?,可直接將熱能轉(zhuǎn)換成電力,不再需要經(jīng)過蒸氣來發(fā)電,地?zé)岚l(fā)電跟蒸汽發(fā)電原理類似。
相較于【太陽能(000591)、股吧】與離岸風(fēng)電,地?zé)崾禽^為冷門的再生能源系統(tǒng),這可能是因?yàn)殚_發(fā)難度跟成本較高的原因,而現(xiàn)在日本科學(xué)家讓地?zé)岣佑H民了,他們研發(fā)出“地?zé)犭姵亍保芍苯訉崮苻D(zhuǎn)換成電力,不再需要經(jīng)過蒸氣來發(fā)電。
地?zé)岚l(fā)電跟蒸汽發(fā)電原理類似,首先透過鉆井技術(shù)將地下高溫泉水及高壓蒸汽取至地表,推動渦輪機(jī)發(fā)電后,泉水再回灌地下重新加熱,終而復(fù)始,雖然說地?zé)岱€(wěn)定,可以當(dāng)作基載電力,也不需要燃料與鍋爐,運(yùn)轉(zhuǎn)成本較低,但是前期的探勘、鉆井成本非常昂貴,也需要超過180°C的工作環(huán)境,開發(fā)難度高。
不過未來開發(fā)地?zé)嵊辛硪环N選擇了,日本東京工業(yè)大學(xué)與三櫻工業(yè)攜手合作,帶來更直接、快速的方法,他們設(shè)計出能夠在100°C以下發(fā)電的敏化熱電池(sensitized thermal cells,STC),而且是直接轉(zhuǎn)換成電力,不需要透過熱水、高壓水蒸氣等中間載體。
其中STC是由陰陽兩極、電子傳輸層、鍺半導(dǎo)體與負(fù)責(zé)傳遞銅離子的固態(tài)電解質(zhì)組成的多層電池,只要將電池埋入地底,受熱后就能將鍺半導(dǎo)體中的電子激發(fā)至激發(fā)態(tài),然后再轉(zhuǎn)移到電子傳輸層。之后會電子再經(jīng)由電極與外部電路轉(zhuǎn)移至相對電極,并在電解質(zhì)產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)發(fā)電,最后將低能電子(low-energy electrons)帶回鍺半導(dǎo)體中后,就能開啟下一回合。
不過既然是電池,是不是就需要充電,無法像傳統(tǒng)的地?zé)岚l(fā)電一樣能當(dāng)作基載電力?對此,團(tuán)隊(duì)認(rèn)為不需擔(dān)心,他們在實(shí)驗(yàn)中確實(shí)有觀測到電池“沒有電”的情形,而這是因?yàn)椴煌愋偷你~離子遷移,導(dǎo)致電解質(zhì)層的氧化還原反應(yīng)中止,只要打開外部電路加熱電池,就能讓電池自動恢復(fù)。
這項(xiàng)技術(shù)還是可以長久地供電,團(tuán)隊(duì)甚至認(rèn)為可以達(dá)到“半永久性”。東京工業(yè)大學(xué)材料與化學(xué)科技助理教授松下洋子(Matsushita Sachiko)表示,藉由新型熱電池,或許能讓地?zé)岣念^換面,讓人們不用擔(dān)心輻射與昂貴的石油,也不需依賴間歇性的太陽能與風(fēng)力發(fā)電。
來源: 集邦新能源網(wǎng)


