教育裝備采購網(wǎng)訊：據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國科學(xué)家利用熱電效應(yīng)，研發(fā)出了一種能源捕獲設(shè)備，這種“能源捕手”可將工業(yè)過程中產(chǎn)生的廢熱變?yōu)殡娏Γ磕隇楣I(yè)生產(chǎn)節(jié)省數(shù)十億美元。
美國每年產(chǎn)生的能源中約有50%的能源作為廢熱被白白浪費(fèi)。美國能源部下屬橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家，在斯科特·亨特的領(lǐng)導(dǎo)下研發(fā)出的這種廢熱轉(zhuǎn)化器，能在高效冷卻電子設(shè)備、光伏電池、計(jì)算機(jī)等設(shè)備的同時(shí)進(jìn)行發(fā)電，節(jié)能潛力非常巨大。
亨特團(tuán)隊(duì)的最新技術(shù)使用了大小約為1平方毫米的懸臂結(jié)構(gòu)。該設(shè)備建立在一個(gè)能源捕獲系統(tǒng)上。該能源捕獲系統(tǒng)是一套微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）熱電電容器結(jié)構(gòu)。當(dāng)其被加熱和冷卻時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電流在兩個(gè)方向交替流動(dòng)，因此，其可以發(fā)電。在該裝置內(nèi)，懸臂依附于一個(gè)錨上，這個(gè)錨黏在產(chǎn)生廢熱的基座上。當(dāng)基座變熱時(shí)，因?yàn)槠潆p材料效應(yīng)，該懸臂也會(huì)變熱并彎曲。
亨特解釋道，熱懸臂的尖端接觸到冷的表面時(shí)，懸臂上的熱會(huì)散發(fā)出去，快速散熱使懸臂彈回并再次同熱表面接觸，懸臂再次變冷，然后又彈回，如此循環(huán)，只要熱表面和冷表面之間存在溫差，懸臂就會(huì)持續(xù)散熱并發(fā)電。使用這種以反應(yīng)快速且會(huì)周期性循環(huán)為特征的懸臂式“能源捕手”陣列，熱電材料的熱電轉(zhuǎn)化效率可提高至10%到30%。而幾十年來，熱電材料的轉(zhuǎn)化效率一直徘徊在1%到5%，相關(guān)研究停滯不前。
表面積為1平方英尺的生熱設(shè)備（計(jì)算機(jī)芯片、集成光伏電池等）可容納1000個(gè)這樣的“能源捕手”。盡管每個(gè)設(shè)備產(chǎn)生的電力僅為1毫瓦到10毫瓦，但很多這樣的設(shè)備集結(jié)而成的陣列產(chǎn)生的電力則非?？捎^，足以為遠(yuǎn)程傳感系統(tǒng)提供電力，或?yàn)槔鋮s這些生熱系統(tǒng)提供幫助。
亨特認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)可以首先被用來給高性能計(jì)算機(jī)芯片降溫，幫助解決千萬億次（Petaflop）級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)在運(yùn)行過程中需要大量散熱的問題，并同時(shí)將其中大部分熱氣轉(zhuǎn)變成電力。
