迎接氧化陶瓷新時代 發電機廢熱回收技術再革新

編譯/高晟鈞

西弗吉尼亞大學的研究人員Xueyan Song 設計了一種材料,該材料有可能顯著減少熱電廠釋放到大氣中的熱量。

該研究回應了日益嚴重的廢熱問題,而廢熱的排放是大多數燃料轉化為動力所產生的副產品,也正是造成全球暖化的主要原因之一。舉個簡單的例子:當你開啟家裡的燈一陣子後,摸起來是不是會很燙?而想像一下,工廠所排放的熱量可能是這個的好幾十倍。

西弗吉尼亞大學的研究人員Xueyan Song 設計了一種材料,該材料有可能顯著減少熱電廠釋放到大氣中的熱量。圖片來源: 西維吉尼亞大學 (West Virginia University)

熱量可以用來製造從食物到金屬製品等多種產品,但在這些過程中,諸如發電廠、家庭供暖系統等等,會產生大約60%不必要的能量,並釋放到環境中。廢熱回收將在不斷增長的工業發展與電力需求中,扮演一個相當重要的角色;根據統計,到了2026年全球回收廢熱的系統市場預估將超過700億美元。

熱電發電機是一種很有前途的廢熱回收技術,因為他們易於操作和維護,還能捕捉發電廠大量的廢熱。然而,這發電機最大的限制便是它的能量轉換效率,這也相對限制了它的發展。而宋博士與它的團隊開發出來的一種氧化陶瓷材料,解決了長期困擾熱電發電機的效率難題。

氧化陶瓷與我們熟知的陶器、黏土磚和水泥類似,但含有多種金屬元素。它們更耐熱、堅硬和耐腐蝕。然而,氧化陶瓷劇有多個連接晶體組成的「多晶體」結構,原本應該限制發電機的電子流動,但宋博士透過參雜多種金屬離子,反而將有害的晶界轉變為了導電通路,顯著地提高了熱電性能。

宋博士說:「廢熱回收正處於大規模的起飛階段,而氧化陶瓷將成為引領這項領域的領頭羊,開啟氧化陶瓷的新時代。」透過與美國能源部配合,希望這項研究結果可以加速廢熱回收技術的發展,並於2035年前至少減少85%的溫室氣體排放。

資料來源:TechXplore

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