高效回發(fā)低溫余熱的熱力電池即將開發(fā)

由美國、印度和澳大利亞組成的國際團(tuán)隊(duì)于2010年2月20日宣布，驗(yàn)證了實(shí)用結(jié)構(gòu)的熱力-電化學(xué)電池(thermocells)，它采用相對(duì)廉價(jià)的碳多壁納米管(MWNT)回收了低溫?zé)崮?，這一成果已發(fā)布在美國化學(xué)學(xué)會(huì)雜志《NanoLetters》中。

這些電極可提供高的電化學(xué)上易于獲得的表面積和快速氧化還原介導(dǎo)電子遷移，這種電子遷移大大提高了熱力電池(thermocells)的電流產(chǎn)生能力以及總的效率。該團(tuán)隊(duì)指出，帶有MWNT電極的熱力電池(thermocells)效率可像卡諾（Carnot）效率1.4%一樣高，比以前驗(yàn)證的熱力電池(thermocells)要高出3倍。

研究人員利用來自工業(yè)廢棄物流、地?zé)岷吞柲芗訜岬葋碓吹牡臀粺崃?，采用固態(tài)熱電和STIrling發(fā)動(dòng)機(jī)就可收獲低溫余熱來作為電能。然而，研究人員也指出，盡管在前十幾年內(nèi)取得一些進(jìn)展，現(xiàn)在的熱電節(jié)能技術(shù)還不是成本很低，并且受到一些物理和材料的限制，而STIrling發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的缺點(diǎn)是初期成本高和存在長(zhǎng)期可靠性問題。

熱力-電化學(xué)電池（也稱之為熱流電電池或熱力電池）利用溫度的電化學(xué)氧化還原電勢(shì)產(chǎn)生電力，可成為收獲低位熱的有吸收力的替代方案，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，直接實(shí)現(xiàn)熱能到電能的轉(zhuǎn)換，可連續(xù)工作，低的維護(hù)和零的碳排。

熱力電池(thermocells)采用含水亞鐵氰化鉀/鐵氰化鉀氧化還原溶液，其氧化還原系統(tǒng)能可逆地使每個(gè)鐵原子交換一個(gè)電子，并產(chǎn)生大的反應(yīng)熵，產(chǎn)生大的Seebeck系數(shù)(>1mV/K)，和高的交換電流。業(yè)已驗(yàn)證了最好的熱力電池(thermocells)效率典型的為卡諾（Carnot）效率的0.4%，而電力轉(zhuǎn)換的卡諾（Carnot）效率要達(dá)到1.2%是困難的。