Materiały termoelektryczne, zdolne do przekształcania ciepła w energię elektryczną, są bardzo obiecujące w przekształcaniu ciepła resztkowego w energię elektryczną, ponieważ w wydajny sposób przekształcają mało użyteczną lub prawie straconą energię cieplną.
Naukowcy z Instytutu Nauk o Materiałach w Barcelonie (ICMAB-CSIC) opracowali nową koncepcję materiałów termoelektrycznych, opublikowaną w czasopiśmie Energy & Environmental Science. Jest to urządzenie zbudowane z celulozy, produkowane na miejscu w laboratorium przez bakterie, z niewielkimi ilościami przewodzącego nanomateriału, nanorurki węglowe, wykorzystujące zrównoważoną i przyjazną dla środowiska strategię.
"Zamiast tworzyć materiał na energię, kultywujemy ją" - wyjaśnia Mariano Campoy-Quiles, badacz tego badania. "Bakterie, rozproszone w wodnym podłożu hodowlanym zawierającym cukier i nanorurki węglowe, wytwarzają włókna nanocelulozowe, które ostatecznie tworzą urządzenie, w którym osadzone są nanorurki węglowe" - kontynuuje Campoy-Quiles.
"Otrzymujemy odporny mechanicznie, elastyczny i odkształcalny materiał, dzięki
i wysokiej przewodności elektrycznej, dzięki nanorurkom węglowym" - wyjaśnia Anna Laromaine, badaczka tego badania. "Chodzi o podejście do gospodarki o obiegu zamkniętym, z wykorzystaniem trwałych
, które nie są toksyczne dla środowiska, które są używane w niewielkich ilościach i które mogą być poddane recyklingowi i ponownie wykorzystane" - wyjaśnia Anna Roig, badaczka tego badania. urządzenie wykonane jest z trwałych i
, dzięki czemu osiąga temperaturę 250 ° C. Ponadto urządzenie nie wykorzystuje toksycznych pierwiastków, a celuloza może być z łatwością poddana recyklingowi , ponieważ może być degradowany przez proces enzymatyczny przekształcający go w glukozę, podczas odzyskiwania nanorurek węglowych, które są najdroższym elementem urządzenia. " Ponadto można kontrolować grubość, kolor i przezroczystość materiału.
Campoy-Quiles wyjaśnia, że nanorurki węglowe zostały wybrane ze względu na ich wymiary: "Dzięki nanoskali o średnicy kilku mikronów nanorurki węglowe umożliwiają, przy bardzo małych ilościach nawet 1 procenta, uzyskanie perkolacji elektrycznej, czyli ciągłej ścieżki, w której ładunki elektryczne mogą przemieszczać się przez materiał, umożliwiając przewodzenie celulozy, a ponadto użycie tak małej ilości nanorurek (maksymalnie do 10%), przy zachowaniu ogólnej wydajności materiału zawierającego 100 procent, powoduje, że proces bardzo ekonomiczny i energooszczędny. "
Roig mówi: "Z drugiej strony wymiary
na właściwości mechaniczne celulozy, czyniąc ją jeszcze bardziej odkształcalne, rozciągliwe i odporne. "
Urządzenia te mogą być wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej z ciepła resztkowego do zasilania czujników w zastosowaniach IoT i w rolnictwie. "W niedalekiej przyszłości mogą być używane jako urządzenia do noszenia na ciele, na przykład w zastosowaniach medycznych lub sportowych, a jeśli wydajność zostanie zoptymalizowana dalej, materiał ten może prowadzić do inteligentnych izolatorów cieplnych lub do hybrydowych systemów fotowoltaicznych-termoelektrycznych," wyjaśnia Campoy-Quiles.
Roig mówi: "Ze względu na dużą elastyczność celulozy i skalowalność procesu, urządzenia te mogą być stosowane w aplikacjach, w których rezydualne źródło ciepła ma nietypowe kształty lub rozległe obszary, ponieważ mogą być całkowicie pokryte tym materiałem."
Ponieważ celuloza bakteryjna jest łatwo wytwarzana, technologia może być pierwszym krokiem w kierunku nowego paradygmatu energetycznego, w którym użytkownicy będą mogli wytwarzać własne generatory elektryczne.
Więcej informacji:Deyaa Abol-Fotouh et al, Farming thermoelectric paper, Energy & Environmental Science(2019).
Witaj gościu. Dziękujemy, że przeglądasz nasze forum ale czy wiesz, że zakładając konto możesz w pełni korzystać z dobrodziejstw jakimi są promocje i konkursy. Nie zobaczysz tu też żadnych reklam a rejestracja zajmie Ci tylko chwilę.
Ta strona wykorzystuje ciasteczka (cookies) w celu: utrzymania sesji zalogowanego Użytkownika, gromadzenia informacji związanych z korzystaniem z serwisu, ułatwienia Użytkownikom korzystania z niego, dopasowania treści wyświetlanych Użytkownikowi oraz tworzenia statystyk oglądalności czy efektywności publikowanych reklam.Użytkownik ma możliwość skonfigurowania ustawień cookies za pomocą ustawień swojej przeglądarki internetowej. Użytkownik wyraża zgodę na używanie i wykorzystywanie cookies oraz ma możliwość wyłączenia cookies za pomocą ustawień swojej przeglądarki internetowej.
