《一种将热能转化成电能的薄膜》

  • 来源专题:航材院监测服务
  • 编译者: 万勇
  • 发布时间:2018-06-11
  • 美国每年70%的电能最后都变成热量而被浪费掉。为了提升能源效率,利用热释电薄膜将废热转化为电能是备选方案之一。相比其他形式的热释电能量转换技术,薄膜可以将不稳定的废热转化成能量密度、功率密度和效率更高的电能。但是热释电薄膜特性的精确测量仍然困难重重,对于热释电过程及物理认识的不足限制了热释电薄膜的大范围应用。

    加州大学伯克利分校的研究人员合成了一种厚度仅为50-100纳米的热释电薄膜材料,并在此基础上制造了热释电薄膜器件并进行了测试。工程师利用这些结构来评估温度、电流和热源,从而衡量设备的发电能力——所有工作都是利用厚度为100纳米以下的薄膜来完成的。

    测试结果显示,热电能量转换能密度每立方厘米1.06焦耳、功率密度每立方厘米526瓦特、卡诺效率19%(卡诺效率是热机效率测量的标准单位)。研究人员下一步将致力于特定废热流和温度下薄膜材料的优化,可以根据废热源的不同提供肺热回收最优材料及解决方案。

    相关研究工作发表在Nature Materials (文章标题:Pyroelectric energy conversion with large energy and power density in relaxor ferroelectric thin films)。

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