科学家研制新型地热能电池 无需高温也能有效发电
说到清洁可再生能源，人们第一时间想到的多是太阳能、风能和潮汐能之类。相比之下，地热能是一个比较冷门的存在。即便如此，还是有许多研究团队在深入这方面的研究，比如本文要为大家介绍的新型地热能电池。从字面意义可知，地球本身就是一个“温暖”的球体。在澳大利亚、美国等诸多地区，都潜藏着丰富的地热能源。 \6I +K"
px''.8
[attachment=94621] UL@9W6
（图自：Tokyo Tech，via New Atlas） <W)u{KS#TY
东京工业大学和 Sanoh Industrial 的研究人员，刚刚开发出了一种新型电池，特点是能够直接将热能转化为电能。 Q%S9fq,q
wBk@F5\<
据悉，大多数地热系统使用着地表下方几公里处的热岩加热水。通常自然泵送到地面（或者人工抽送），并在利用后泵回。
bO5k6i
c:!z O\P#
遗憾的是，旧式系统需要超过 180℃（365℉）的高温才能运作，且难以实现扩展。相比之下，日本研究团队使用了更加直接的方法。 ~ Hy,7
5sO@OV\
y
他们设计了基于热敏电池（STC）的新方案，能够在低于 100℃ 的温度下发电，且无需水或水蒸气这样的中间载体。
N 5zlT
tiPa6tQ
STC 是由夹在两个电极之间的三层材料所构成的电池，包含了一个电子传输层（ETM）、一个半导体锗层、以及一个传输铜离子的固体电解质层。 ecJ 6
9O.Y OiW
将这种特殊设计的电池埋入热地环境后，热量可激发半导体中的电子，使之转移到 ETM 。 ( @0O
SGc8^%-`
然后通过电极的外部电路传递，最终经由另一电极进入电解质 —— 在那里发生氧化还原反应、将低能电子带回半导体、并开启新的循环。
\00DqL(Oj`
6.1)IQkO
[attachment=94622] E.bi05l
（图自：Journal of Materials Chemistry A） t(!r8!c
u}
最初团队不确定 STC 设备能够将这种循环维持多长时间，是否能够持续地运行下去。但在测试过程中，他们找到了答案。 _6@hTen`
`lDut1 J5n
氧化还原反应的最后，会导致循环的干涸，因为不同类型的铜离子，终将在不同的地方停工。 =WZqQq {
-Y 9SngxM
有趣的是，团队惊讶地发现 —— 只需将 STC 装置埋在热源中，即可解决这一问题。然后便是打开外部电路一段时间后，才能给它充电。 !5@_j,lW(
`Mj}md;O"
团队表示，此举有望实现 STC 装置的“半永久性”供电。首席研究员 Sachiko Matsushita 称： P,DC 7\
`/&SxQB<
借助这样的设计，原先低利用率的地热能，也可成为一种很有希望的可再生能源。 mog[pu:!,
:G w~7v_
你无需担心辐射，不耗费昂贵的石油，也无需依赖不稳定的太阳能或风能。
g9fq5E<G
Z#l%r0(o
之后，研究团队将对其进一步改进，以尽快地投入实际使用。有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《材料化学A》期刊上。原标题为： d&8 APe
qSCv )S(
《A sensitized thermal cell recovered using heat》
Z(>'0] G
#L}+H!Myh
链接：https://www.titech.ac.jp/english/news/2019/044697.html
|