На протяжении всей истории человеку чего-то постоянно не хватает: электрического оборудования и инструмента, бытовой техники, компьютеров и электромобилей. Теперь вот образовалась новая проблема, для питания всего этого не хватает энергии. Энергопотребление катастрофически растёт, а в ряде городов электросети перегружены. Возможно, частично решить непростую задачу помогут новые тепловые генераторы, созданные в Массачусетском технологическом институте.

Пар – всему голова

Как бы это парадоксально не звучало, но человечество до сих пор недалеко ушло от использования парового котла. Именно благодаря пару вырабатывается большая часть электроэнергии. В тепловых и атомных электростанциях вода нагревается сжиганием природного топлива и энергией деления ядер, та в свою очередь нагревает воду и образующийся пар вращает турбины генераторов. Казалось бы, схема очень простая, но в ней имеется существенный недостаток – низкий КПД. На текущий момент средняя эффективность парогенераторов составляет всего около 35%, то есть большая часть энергии девается в никуда, рассеивается и пропадает без толку. К тому же, турбина не может работать с температурами, большими 2000 градусов Цельсия, что сужает сферу её применения.

Конечно, такая перспективная технология, как преобразование тепла в электроэнергию, не может постоянно стоять на месте. Благодаря современным технологиям, у человека появилось огромные количество источников тепла, например, на промышленных предприятиях, но они сейчас преимущественно не используются. По этой причине сотрудники Массачусетского технологического института начали работу над созданием термогенератора. Их целью является отойти от использования пара в качестве посредника и перейти к прямому преобразованию тепловой энергии в электрическую. Для этого учёные разработали высокоэффективный термогенератор.

Термогенератор

Принцип действия термогенератора очень прост и известен давно. С одной стороны, он впитывает в себя тепловую энергию, а после перемещения её на другую сторону и преобразования в фотоны вырабатывается электрический ток. Прототипов подобных устройств довольно много, но все они обладают низкой эффективностью, порядка 20%, что не идёт ни в какое сравнение даже с парогенераторами. Поэтому инженеры из МТИ заинтересовались решением этого вопроса.

Основным предназначением созданного ими терморегулятора специалисты считают промышленный комплекс, поэтому термогенератор создавали для рабочих температур 1900-2400 градусов Цельсия. Обычные турбины такую температуру не выдерживают. Как считают исследователи, они нашли более чем достойную замену. По словам учёных из МТИ, эффективность работы генератора составила 40%, что в значительной мере превышает показатели любых существующих прототипов, а также большей части паровых турбин. Настолько большой КПД делает генератор боле привлекательным, чем турбины, поскольку тот обладает меньшими размерами, более простой технологией производства и менее сложной эксплуатацией. Также термогенератор легко установить в непосредственной близости от источника тепла.

По мнению исследователей, созданное ними устройство может использоваться вместо генераторов, если их эффективность составляет 35% и ниже. Также у термогенератора есть определённые перспективы в сфере хранения тепловой энергии. При соблюдении некоторых условий они могут работать в обе стороны, передавая накопителю тепло, а потом, при необходимости, извлекая из него электричество. Именно с изобретением этого термогенератора появилась реальная возможность создать энергонакопители на основе тепловых батарей. Эта технология экологически безопасна и не является источником выбросов в атмосферу.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!