技術將浪費的熱量轉化為電能

耶魯大學的研究人員已經開發出一種新技術，可以利用工業來源和發電廠產生的低溫廢熱來發電，并利用一種廣泛使用的資源(大部分是未使用的資源)。

據估計，僅在，可回收的余熱就可以為數千萬的家庭供電。盡管現有技術可以重新利用高溫熱量或將其轉化為電能，但是由于工廠的排熱與周圍環境之間的溫差很小，因此難以有效地從低溫廢熱中提取能量。此外，常規系統的設計目標是特定的溫差，因此，當廢熱輸出出現波動時，它們的效率會降低。

耶魯大學化學與環境工程系的研究人員已經開發出一種克服這些挑戰的新技術。關鍵是“納米氣泡膜”，當浸入水中時，它會在其孔中捕獲微小的氣泡。加熱膜的一側會導致水蒸發，流過氣隙并在膜的另一側冷凝。然后，該溫度驅動的水在膜上的流動被引導至渦輪機以發電。

為了證明這一概念，該團隊構建了一個小型系統，并證明了納米氣泡膜即使在熱波動和溫度差僅為20攝氏度的情況下也可以產生加壓的水流并發電，從而使其在浪費的情況下使用變得可行。來自工業的熱量。研究結果于6月27日在線發表在“自然能源”雜志上。

研究人員使用了具有表面化學特性的納米結構膜，該化學結構有助于捕集氣泡，即使在產生大壓力時也將氣泡保留在孔中。這些膜大約厚至兩張紙，是由高度疏水(拒水)的聚合物納米纖維制成的。

該論文的通訊作者，耶魯大學化學與環境工程學教授羅伯托·C·古伊埃塔(Roberto C. Goizueta)說：“確定能促進壓力產生的堅固的空氣捕集膜至關重要。” “如果沒有合適的膜，水將取代孔隙中的空氣，該過程將不可行。”

原型的演示使研究人員相信了該技術的價值。

研究的第一作者，化學和環境工程博士學位的安東尼·斯特勞布說：“我們發現該系統的效率可以超過同類技術。” “該工藝也僅使用水，因此具有成本效益且環保。”

研究人員計劃繼續進行這項技術的研究，開發出可以更好地捕獲氣泡的改良膜。他們還正在研究未來大型系統的性能。