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硅纳米系统可将废气余热“变废为宝”

2017-04-14 21:22:00 新华社 马丹 分享
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新华社旧金山4月13日电(记者马丹)工业设施和汽车排放废气中的余热可以“变废为宝”。美国正在研制一种基于硅纳米线的转换系统,可以低成本、高效率地把废热转化为电能。

该项目由加利福尼亚州能源委员会提供资助。这样的热电转换系统预计可以每年为加州节省电力320兆瓦时,节省开支3.8亿美元。

热电材料可以从发动机、熔炉等热源回收废热,并在不增加温室气体排放的情况下转化为电力。但现有热电材料大多有局限性,如成本较高、热电转换效率较低(不到5%)、不能在超过400摄氏度的环境下可靠工作等。

领导研发的美国劳伦斯·伯克利国家实验室的拉维·普拉什尔指出,由于缺乏合适的转换技术,加州工业废热转化为电力的潜力还没有大规模利用。热电转换技术面临的最大挑战是找到稳定可靠、成本效益合算、能在高温条件下运行的热电材料。

研究人员正在尝试以低成本方法把硅纳米线制成热电材料,这种材料可以达到10%以上的热电转换效率,并在800摄氏度以上的温度下运行。研究人员将建造转换系统原型机,验证高温环境中的热电转换效率。

研究人员说,转换效率的提升有助于开发废热发电更多市场机会,比如热电转换系统可以提高远程发电技术,向没有电网或可靠太阳能的地方输出电力。更高的运行环境温度也创造新的可能性,比如天然气燃烧的高温废热也可发电。

普拉什尔说,他们的目标是使新型热电转换系统极少有附加损失,更小型紧凑,采用便于大规模分布式应用的模块化设计,能在很多年里几乎不需要维护成本和操作人员的情况下稳定发电。

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