Phương pháp tạo ra điện từ tế bào nhiệt điện

Các nhà nghiên cứu từ viện công nghệ Massachusetts (MIT) và Phòng thí nghiệm Năng lượng Quốc gia Hoa Kỳ (NREL) vừa công bố thông tin về một loại động cơ nhiệt mới không có bộ phận chuyển động. Động cơ nhiệt này có hiệu suất khoảng 40% và tương lai có thể thay thế các turbine hơi nước.

Tế bào nhiệt điện (TPV), một loại động cơ mới có một số đặc điểm chung với tế bào quang điện, nó bắt các photon năng lượng cao từ nguồn nóng trắng để tạo ra điện. Động cơ mới này sản sinh ra điện từ 3400 – 4300 độ F (1900 – 2400 độ C).

Động cơ nhiệt này được cấu tạo từ việc kết hợp các tế bào nhiệt điện, hấp thụ nhiệt năng dư thừa từ các nguồn nhiệt như Mặt trời và lưu trữ năng lượng đó trong các bể than chì nóng được cách nhiệt. Khi cần năng lượng, các tế bào TPV này sẽ chuyển đổi nhiệt năng thành điện năng và cung cấp cho lưới điện khi nguồn điện từ năng lượng tái tạo không thể đáp ứng nhu cầu sử dụng.

Đó là một mô hình trong tương lai. Còn ở hiện tại, nhóm quản lý đã phát triển thành công hệ thống như vậy, nhưng ở quy mô nhỏ hơn. Nhóm quản lý đang nghiên cứu thêm để tạo ra một nhà máy với quy mô lớn. Họ hi vọng rằng, sẽ thay thế được các nhà máy điện chạy bằng năng lượng hóa thạch.

Giáo sư Asegun Henry, giảng viên tại khoa Cơ khí của đại học MIT giải thích rằng: “Tế bào nhiệt điện là bước quan trọng cuối cùng để chứng minh rằng pin nhiệt có tính khả thi”.

Bước đệm chứng minh một cuộc cách mạng mới đối với ngành năng lượng

Tế bào TPV được làm từ vật liệu bán dẫn với một vùng “bandgap” – là khoảng cách giữa vùng hóa trị và vùng dẫn điện. Nếu một photon mang năng lượng đủ lớn được hấp thụ, nó có thể đưa một điện tử qua dãi bandgap tới vùng dẫn điện và tạo ra điện.

Giáo sư Henry nói: “Điểm tích cực của phát minh này đó là tính bền vững, công nghệ an toàn, thân thiện với môi trường và tác động to lớn đến việc giảm thiểu lượng CO2 từ sản xuất điện”.

Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi bộ năng lượng Hoa Kỳ.

Nguồn: https://interestingengineering.com/heat-engine-no-moving-parts