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科學家研發(fā)新型熱光伏電池 熱光伏效率可達到40%

2022-04-15 16:06 cnBeta.COM

導讀:熱光伏 (TPV) 主要通過光伏效應將紅外波長的光轉換為電能,并且可以實現能量存儲 和轉換的方法。

  來自麻省理工學院和美國國家可再生能源實驗室(NREL)的研究團隊已成功開發(fā)并展示了一種熱光伏(TPV)電池,它能夠比傳統(tǒng)的蒸汽渦輪機更有效地將熱量轉化為電能。

  熱光伏 (TPV) 主要通過光伏效應將紅外波長的光轉換為電能,并且可以實現能量存儲 和轉換的方法。

  世界上 90% 的電力是由天然氣、煤炭和集中的太陽能等熱源產生的。一個世紀以來,將這些熱能轉換為電能主要依靠蒸汽渦輪機。

  平均而言,蒸汽渦輪機只能可靠地將熱源的大約 35% 轉化為電能。即使是有史以來最高效的熱機,其最高效率也在 60% 左右。更糟糕的是,蒸汽渦輪機依賴于必須在一定溫度閾值下運行的活動部件。

  而這種新的設計旨在從更高溫度的源頭捕獲更高能量的光子,這要歸功于它使用了更高的帶隙材料和多個結。在 1900 攝氏度和 2400 攝氏度之間的測試中,新的 TPV 電池保持了約 40% 的效率。早期的 TPV 電池平均效率約為 20%,此前效率最高的記錄為32%。

  麻省理工學院機械工程系 Robert N. Noyce 職業(yè)發(fā)展教授、該項目的研究人員之一 Asegun Henry 說:“熱光伏電池是證明熱電池是一個可行概念的最后關鍵步驟。這是推廣可再生能源和實現完全去碳化電網道路上的絕對關鍵一步”。