系統從日常溫度波動中汲取能量

近年來，當設備的一側與另一側溫度不同時可以產生電能的熱電設備已成為許多研究的主題。現在，麻省理工學院的一個團隊提出了一種將溫度波動轉化為電能的新穎方法。新系統無需同時要求兩個不同的溫度輸入，而是利用了晝夜循環中環境溫度的波動。

研究人員說，這種稱為熱諧振器的新系統可以實現遙感系統連續多年的運行，而無需其他電源或電池。

研究生Anton Cottrill，Carbon P. Dubbs化學工程教授Michael Strano以及麻省理工學院化學工程系的其他7位研究人員在一篇論文《Nature Communications》中報道了這一發現。

Strano說：“我們基本上是用整塊布發明這種概念的。” “我們已經建造了第一個熱諧振器。它可以放在桌子上，從似乎沒有的東西中產生能量。我們一直被所有不同頻率的溫度波動所包圍。這些都是未開發的能源。”

到目前為止，盡管新系統產生的功率水平不高，但熱諧振器的優點是它不需要直射的陽光。即使在陰涼處，它也能通過環境溫度變化產生能量。這意味著它不受云層，風況或其他環境條件的短期變化的影響，并且可以放置在方便的任何位置-即使在太陽能電池板下方，處于永久陰影下，甚至可以使太陽能電池板研究人員說，通過廢熱可以提高效率。

根據Cottrill的說法，熱諧振器的性能要優于同尺寸的商用熱釋電材料，這是一種將溫度波動轉換為電的既定方法，其單位面積功率要高出三倍以上。

研究人員意識到，要從溫度循環中產生能量，他們需要一種經過優化的材料，這種材料針對一種鮮為人知的特性(稱為熱發射率)進行了優化，該特性描述了該材料從周圍環境吸收熱量或釋放熱量的難易程度。熱效率結合了熱傳導(熱量可以通過材料傳播的速度)和熱容量(在給定體積的材料中可以存儲多少熱量)的特性。在大多數材料中，如果這些特性之一較高，則另一特性往往較低。例如，陶瓷具有高的熱容量，但傳導率低。