Nopean elektroniikan hukkalämpö sähköksi

23.04.2018

Berkeley-ohut-kalvo-pyroelektrinen-300-t.jpgKalifornian yliopiston Berkeleyn insinöörit ovat kehittäneet ohutkalvojärjestelmää, jota voidaan käyttää erilaisiin alle sadan Celsius-asteisen hukkalämmön keruuseen.

Kehitetty ohutkalvojärjestelmä toimii pyrosähköisenä energiamuuntimena, jossa energiamuunnos toimii parhaiten hyödyntämällä termodynaamisia syklejä.

Uudet tulokset viittaavat siihen, että tämä nanotasoinen ohutkalvotekniikka saattaa olla erityisen houkutteleva jätelämmön keräämiseen nopealta elektroniikalta, mutta sillä voi olla laajempia sovellusalueita.

Vaihtelevien lämmönlähteiden osalta tutkimuksessa todetaan, että ohutkalvo voi muuttaa hukkalämpöä käyttökelpoiseksi energiaksi, jolla on suurempi energiatiheys, tehon tiheys ja tehokkuustasot kuin muut pyroelektristen energiamuunnosten muodot.

Pyroelektrinen käyttäytyminen on tunnettu pitkään, mutta sen ohutkalvoversioiden ominaisuuksien tarkka mittaaminen on ollut haaste. Uuden tutkimuksen merkittävä panos on demystifoida tämä prosessi ja parantaa pyrosähköisen fysiikan ymmärtämistä.

Luomansa ohutkalvorakenteen avulla tutkijat saattoivat saada rakenteensa lämpenemään ja jäähtymään nopeasti, mikä antoi heille mahdollisuuden käyttää pyrovirtaa ennennäkemättömällä tasolla lämmönlähteistä, jotka vaihtelevat ajan myötä.

Tutkimus raportoi uusista ennätyksistä pyrosähköisen energian muuntamisen energiatiheydelle 1,06 Joulea per kuutiosenttimetri, tehotiheydelle 526 wattia / kuutiosenttimetri ja tehokkuudelle 19 prosenttia Carnotin tehokkuudesta, joka on standardi mittayksikkö lämpökoneiden tehokkuudelle.

Seuraavassa vaiheessa tässä tutkimuksessa pyritään optimoimaan ohutkalvomateriaalit erityisiin jätelämpövirtoihin ja lämpötiloihin sopiviksi.
06.05.2021Kohti tehokasta anoditonta natriumakkua
05.05.2021Nanorakenteinen laite pysäyttää valon radallaan
04.05.2021Aivomainen transistoripiiri
03.05.2021Täysin kierrätettävää printtielektroniikkaa
30.04.2021Enemmän kuin kubitti: Kvanttilaskentaa kutriteilla
29.04.2021Interferometriaa elektroneilla
28.04.2021Twistroniikkaa paksummillakin materiaaleilla
27.04.2021Läpimurto puolijohteiselle käytännön spintroniikalle
26.04.2021Päihittää Boltzmanin tyrannian
23.04.2021Eläviä koneita tulevaisuudessa?

Siirry arkistoon »