Термоэлектрическая батарея энергия сохраняет при зарядке пути преобразования тепла в химическую энергию и производит электричество , когда разряжаются. Такие системы потенциально предлагают альтернативные способы утилизации отработанного тепла заводов, сжигающих ископаемое топливо и / или ядерную энергию. [1]
История
Томас Иоганн Зеебек (1780-1831) открыл термоэлектрический эффект в 1821 году. Симметричный эффект Пельтье ( Жан Шарль Атанс Пельтье , 1785-1845) использует электрический ток для создания разницы температур. В середине двадцатого века термоэлектрический генератор часто использовался вместо гальванических батарей . [2]
Медь / аммиак
В 2014 году исследователи продемонстрировали прототип системы, в которой в качестве электролита используются медные электроды и аммиак. Устройство преобразовало около 29 процентов химической энергии батареи в электричество. [1]
Аммиачный электролит используется только как анолит (электролит, окружающий анод), который вступает в реакцию с медным электродом, поскольку отработанное тепло нагревает аммиак, генерируя электричество. Когда в реакции расходуется аммиак или истощаются ионы меди в электролите рядом с катодом, реакция останавливается. [1]
Затем отходящее тепло используется для отгонки аммиака из использованного анолита. Затем в катодную камеру добавляют аммиак. Полярность батареи меняется, и анод становится катодом, и наоборот. [1]
Плотность мощности системы составляла некоторую максимальную плотность мощности 60 + -3 1 Вт · м -2 (на основе одного электрода) с максимальной плотностью энергии 453 Вт · ч · м -3 (нормированной на объем электролита), что значительно выше, чем у прочей жидкоцентрированной термоэлектрики. [3] Плотность мощности увеличивалась с увеличением количества батарей в системе. [1]
Улетучивание аммиака из отработанного анолита путем нагрева (имитация дистилляции) и повторное добавление этого аммиака в камеру отработанного католита с последующей работой этой камеры в качестве анода (для регенерации меди на другом электроде) дало максимальную удельную мощность 60 ± 3 Вт / м 2 , со средней энергоэффективностью разряда 29% (поглощенная электрическая энергия по сравнению с химической энергией в исходных растворах). Кислота, добавленная к католиту, увеличивала мощность 126 ± 5 Вт м -2 . [3]
Теллурид
Батареи на основе теллурида преобразуют от 15 до 20 процентов тепла в энергию. [1]
Фульвален дирутений
Fulvalene ди рутений обещает большую эффективность, но это слишком дорого для коммерческого использования. [1]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ a b c d e f g Джеффри, Колин (7 декабря 2014 г.). «Аммиачная аккумуляторная система для преобразования низкопотенциального отходящего тепла в электричество» . Гизмаг . Проверено в феврале 2015 года . Проверить значения даты в:
|access-date=
( помощь ) - ^ «Термоэлектрическая батарея» . Кеньон-колледж. 2014 . Проверено в феврале 2015 года . Проверить значения даты в:
|access-date=
( помощь ) - ^ а б Фанг Чжан; Цзя Лю; Вулин Янга; Брюс Э. Логан (2015). «Аккумулятор на основе аммиака с термической регенерацией для эффективного использования низкопотенциальной тепловой энергии в качестве электроэнергии». Энергетика и экология . 8 : 343–349. DOI : 10.1039 / C4EE02824D .