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穿越千年版主 (著名寫手)
寂寞讀書的小和尚
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[交流]
“無溫差攝氏100度下也可發(fā)電”，日本信州大學等開發(fā)新型發(fā)電元件 已有9人參與
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2014-06-20 日經(jīng)技術在線 日本信州大學纖維學部教授村上泰與日本NTS公司于2014年6月18日宣布，開發(fā)出了可在100℃溫度下獲得1.5V、數(shù)mA電力的發(fā)電元件。在信州大學纖維學部還做了點亮LED燈的實際演示。 雖然發(fā)電原理目前還不明確，但村上表示“與化學電池及半導體電池不同，這是一種新的發(fā)電類型”，同時還表示“為了讓實用化及原理查明取得快速進展，所以特意做了發(fā)表”。在利用熱的發(fā)電元件中，目前還有利用塞貝克效應的熱電轉換元件，但此次開發(fā)的元件即使沒有溫度差也可發(fā)電，因此村上指出這“不是利用塞貝克效應的發(fā)電元件”。 此次的發(fā)電元件構造簡單，在鋁合金電極與銅合金電極之間，以最佳比例混合了鋅化合物作為活性物質，以及介電體化合物和導電性高分子。此次用1g左右的活性物質試制了1cm見方的電池單元，做了點亮LED的演示。具體演示時，通過用吹風機加熱電池單元，點亮了3個紅色LED，此外還點亮了1個藍色LED。 點亮3個紅色LED時，當遇到吹風機的風力后，LED馬上亮起，在電池單元的溫度上升至約100℃的狀態(tài)下，獲得了電壓約1.56V、電流約0.57mA的約0.88mW電力輸出值。 演示現(xiàn)場。電池單元的表面溫度為100℃。 開發(fā)契機源于3年半前NTS“偶然在經(jīng)營的材料中觀測到了電壓和微弱電流值”（NTS代表董事宮澤伸）。該公司從事特殊氧化鈦粉末材料的銷售等業(yè)務，擅長對材料實施摻雜的技術。 發(fā)電類型尚待認定 此次的元件被認為是新型發(fā)電元件，但同時也存在諸多疑問，因此筆者試著提出了幾個問題。第一個問題是，元件構造本身與電容器相近，是否還算一次電池。對此，開發(fā)方回答稱“的確存在電容器的一面，但并未顯示出氧化還原反應，因此很難認為是化學電池”。 另一問題是，是否屬于利用塞貝克效應的熱電轉換元件。對此，開發(fā)方表示，由于可在幾乎無溫差的情況下發(fā)電，因此說明不是塞貝克效應類發(fā)電元件。 最近，熱光伏（thermophotovoltaic：TPV）發(fā)電的研究趨于活躍。對于屬于此類發(fā)電的可能性，開發(fā)方表示，TPV發(fā)電雖然在過濾固體元件的輻射光后與太陽能電池一樣進行光電轉換，但此次元件構造簡單，不能實現(xiàn)與熱光伏發(fā)電同樣的機制。 更低溫度也可發(fā)電 對于此次發(fā)電元件的用途，信州大學和NTS認為，由于并非利用溫差來發(fā)電，并且構成材料便宜，因此可用于廣泛領域。比如，太陽能電池在夏季時溫度會升高至60～80℃，導致發(fā)電效率下降，因此在模塊背面設置此次的新型發(fā)電元件，有助于提高發(fā)電效率。此外，還可用于利用溫泉及廢熱的發(fā)電用途，以及設置在夏季時達到近80℃的車內儀表板等處來發(fā)電。 今后，如果能夠使發(fā)電開始溫度降至人的體溫附近，則還可通過衣服或被褥來發(fā)電。（記者：狩集 浩志，NikkeiTechnology） |
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