Termoelektrická baterie - Thermoelectric battery

A termoelektrická baterie akumuluje energii při nabíjení přeměnou tepla na chemická energie a při vybití vyrábí elektřinu. Takové systémy potenciálně nabízejí alternativní způsoby likvidace odpadní teplo ze zařízení spalujících fosilní paliva a / nebo jadernou energii.[1]

Dějiny

Thomas Johann Seebeck (1780-1831) objevil termoelektrický jev v roce 1821. Symetrický Peltierův efekt (Jean Charles Athanse Peltier, 1785-1845) používá elektrický proud k vytváření teplotních rozdílů. Ve střední části dvacátého století byl místo toho často používán termoelektrický generátor galvanické baterie.[2]

Měď / amoniak

V roce 2014 vědci předvedli prototypový systém, který jako elektrolyt používá měděné elektrody a amoniak. Zařízení přeměnilo přibližně 29 procent chemické energie baterie na elektřinu.[1]

Amoniak elektrolyt se používá pouze jako anolyt (elektrolyt obklopující anodu), který reaguje s měděnou elektrodou, když odpadní teplo ohřívá amoniak a generuje elektřinu. Když reakce spotřebuje amoniak nebo vyčerpá ionty mědi v elektrolytu poblíž katody, reakce se zastaví.[1]

Odpadní teplo se potom používá k destilaci amoniaku z použitého anolytu. Amoniak se poté přidá do katodové komory. Polarita baterie se obrací a anoda se stává katodou a naopak.[1]

Systém je hustota výkonu byla nějaká maximální hustota výkonu 60 + -3 1 W m−2(na základě jedné elektrody), s maximální hustotou energie 453 W h m−3 (normalizováno na objem elektrolytu), podstatně vyšší než u jiných tepelně-elektrických zařízení zaměřených na kapalinu.[3] Hustota výkonu se zvyšovala s počtem baterií v systému.[1]

Těkání amoniaku z použitého anolytu zahříváním (simulace destilace) a opětovné přidání tohoto amoniaku do komory použitého katolytu s následným provozem této komory jako anody (k regeneraci mědi na druhé elektrodě) vedlo k maximální hustotě výkonu 60 ± 3 W m−2, s průměrnou energetickou účinností výboje 29% (zachycená elektrická energie proti chemická energie ve výchozích roztocích). Kyselina přidaná ke katolytu zvýšila výkon 126 ± 5 W m−2.[3]

Telluride

Telluride založené baterie přeměňují 15 až 20 procent tepla na energii.[1]

Fulvalene diruthenium

Fulvalene diruthenium slibuje vyšší účinnost, ale je příliš drahá pro komerční použití.[1]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E F G Jeffrey, Colin (7. prosince 2014). „Systém baterií na bázi čpavku k přeměně odpadního tepla nízké kvality na elektřinu“. Gizmag. Vyvolány February 2015. Zkontrolujte hodnoty data v: | accessdate = (Pomoc)
  2. ^ "Termoelektrická baterie". Kenyon College. 2014. Vyvolány February 2015. Zkontrolujte hodnoty data v: | accessdate = (Pomoc)
  3. ^ A b Fang Zhang; Jia Liu; Wulin Yanga; Bruce E. Logan (2015). „Tepelně regenerativní baterie na bázi amoniaku pro efektivní sběr nízké tepelné energie jako elektrické energie“. Energetika a věda o životním prostředí. 8: 343–349. doi:10.1039 / C4EE02824D.