環保新能源!MIT 研發全球首款「熱共振器」 靠日夜溫差就能發電

環保新能源!MIT 研發全球首款「熱共振器」 靠日夜溫差就能發電
▲這款「熱共振器」頂部貼有散熱片,內部充滿相變材料,可從環境的溫度變化產生電力。(圖/翻攝自 MIT News,下同)

陳建鈞/綜合報導

每當聽到氣象提醒「日夜溫差大」,一般人想到的是明天出門得多加件衣服,但 在 MIT 研究人員們耳裡,這卻代表著「可以用來發電」;根據《MIT News》報導,MIT 研究人員近期發表了全球首個「熱共振器」(thermal resonator),可利用日夜輪替的溫度差,產生環保電力。

▲一套完整的測試設備,右上為熱共振器,右下為天氣監測裝置,左邊則是監控熱共振器效能的裝置。

這款熱共振器外表只是個其貌不揚的黑色盒子,然而,這樣的它光是放在桌上就能發電,持續產生環保能源,並代表著人類踏足「氣溫差」這項新興能源的重要一步,有著十分特別的意義。

文章內提到,雖然目前熱共振器的能源轉換功率並不高,但與其他環保能源相比,它有著無與倫比的環境適應能力;熱共振器無須陽光直射,放在陰涼處,甚至永遠照不到太陽的地方也無妨,絲毫不受短暫的天氣變化所影響。

其實,「溫度差發電」許多年前就已是各方科學家的研究目標,例如熱釋電材料、海水溫差發電等,但這個熱共振器卻是第一款能藉由日夜溫度差等,自然溫度變化循環發電的裝置。

為利用環境中的溫度差發電,研究人員在開發階段著眼於打造一種擁有良好熱逸散率的複合材料,該材料的基本架構是以銅、鎳製成的泡沫金屬,鍍上一層石墨烯提高熱傳導能力,接著再浸入一種名為「十八烷」的相變材料,它能夠在應用所需的溫度範圍下,於固、液態間變化。

▲研究人員在樓頂檢查實驗設備。

十八烷儲存熱量、石墨烯提供良好熱傳導能力,這兩種材料相輔相成下,才有辦法將環境中的溫差轉化成電力。

《MIT News》指出,原型機的測試結果顯示,在晝夜溫差 10 度的情況下,這台小小的原型機能夠產生 1.3 毫瓦電力,儘管不算很多,卻足以驅動小型環境感測器或通訊系統。

目前熱共振器僅能提供非常微小的電能,離實際應用還有段不小距離,但相比各種環保能源,其不受天氣、地點制御的優點,讓它具有相當大的發展性;此外,研究人員提到,熱共振器甚至能與太陽能板結合使用,放置於太陽能板下方的話,不僅節省空間,還能有效利用其廢熱進行發電。

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