麻省理工新發(fā)明利用熱釋電效應(yīng)暨溫度差來(lái)發(fā)電

無(wú)論是再生能源還是傳統(tǒng)能源，假如要產(chǎn)生電都得借助太陽(yáng)、風(fēng)、化石燃料等外力，但麻省理工突破框架，利用無(wú)處不在的空氣，研發(fā)一款依靠溫度變化產(chǎn)生電的機(jī)器。而有別于以往技術(shù)，溫度梯度大才可以發(fā)電，新型的技術(shù)讓機(jī)器可利用自然的溫度變化來(lái)產(chǎn)生電能。

利用溫度差來(lái)發(fā)電并不是件稀奇的事情，透過(guò)機(jī)器或材料兩側(cè)的溫度不同產(chǎn)生的電壓，讓電荷隨著熱量從溫度較高的地方流向另一端，進(jìn)而產(chǎn)生電能──即是俗稱的熱電原理，目前其發(fā)展已小具規(guī)模，用于服裝、油漆與烹飪鍋，甚至可以用于工廠與發(fā)電廠來(lái)回收廢熱，但在這些應(yīng)用中，溫度差異必須非常大。

而新型的機(jī)器名為熱共振器（Thermal Resonator），是基于熱釋電（Pyroelectric）效應(yīng)，利用外界空氣的變化產(chǎn)生電力，麻省理工化學(xué)工程教授 Michael Strano 表示，這個(gè)機(jī)器體現(xiàn)了“從無(wú)到有”的概念，只要把機(jī)器隨意安置在一個(gè)地方，像是桌子上，就能在無(wú)風(fēng)無(wú)光、什么都沒(méi)有的地方產(chǎn)生能量。

Strano 指出，我們一直被不同的溫度變化或波動(dòng)環(huán)繞，但由于變化不顯著、也不知如何應(yīng)用，我們一直沒(méi)有好好的利用空氣中的溫差，因此這是尚未開發(fā)能源。而研究團(tuán)隊(duì)利用金屬泡沫、石墨烯和十八烷來(lái)制作熱共振器的材料，而這項(xiàng)組合也是至今效果最好的。

研究人員先利用銅或鎳制成金屬泡沫，為了增強(qiáng)其導(dǎo)熱性，在泡沫上在涂抹一層石墨烯，最后再注入隨著特定溫度液化或凝固的相變蠟（像是十八烷），讓材料可在固體和液體之間變化。

簡(jiǎn)言之，該材料具有非常高的散熱性，可以有效地將熱量吸收并釋放到環(huán)境中。研究學(xué)生 Anton Cottril 表示，相變材料可以儲(chǔ)存熱能，而如果相要用熱來(lái)產(chǎn)生電，石磨烯可以加速傳導(dǎo)。

在機(jī)器設(shè)計(jì)中，設(shè)備的一側(cè)會(huì)吸收熱量，之后再緩慢移動(dòng)到另一端，而其中溫差發(fā)電可以透過(guò)傳統(tǒng)的熱電效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在 16 天的材料測(cè)試中，每天的溫度差高達(dá) 10°C，而該機(jī)器也能通電，并產(chǎn)生 350 毫伏的電壓和 1.3 毫瓦的功率。

雖然目前的發(fā)電功率相對(duì)較小，但足以用于遠(yuǎn)程感測(cè)器或相關(guān)設(shè)備，且無(wú)需擔(dān)心電池與電量，更重要的是，它不像太陽(yáng)能與風(fēng)能會(huì)受到外力影響。這也是他的優(yōu)勢(shì)之一，當(dāng)其他發(fā)電機(jī)組無(wú)法運(yùn)作時(shí)，熱共振器可以補(bǔ)助其他能源。