科学家研制新型地热能电池无需高温也能有效发电

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时间：2019-07-26 11:09:07

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科学家研制新型地热能电池无需高温也能有效发电说到清洁可再生能源，人们第一时间想到的多是太阳能、风能和潮汐能之类。相比之下，地热能是一个比较冷门的存在。即便如此，还是有许多研究团队

说到清洁可再生能源，人们第一时间想到的多是太阳能、风能和潮汐能之类。相比之下，365betway 是一个比较冷门的存在。即便如此，还是有许多研究团队在深入这方面的研究，比如本文要为大家介绍的新型地热能电池。从字面意义可知，地球本身就是一个“温暖”的球体。在澳大利亚、美国等诸多地区，都潜藏着丰富的地热能源。

(图自：Tokyo Tech，via New Atlas)

东京工业大学和 Sanoh Industrial 的研究人员，刚刚开发出了一种新型电池，特点是能够直接将热能转化为电能。

据悉，大多数地热系统使用着地表下方几公里处的热岩加热水。通常自然泵送到地面(或者人工抽送)，并在利用后泵回。

遗憾的是，旧式系统需要超过 180℃(365℉)的高温才能运作，且难以实现扩展。相比之下，日本研究团队使用了更加直接的方法。

他们设计了基于热敏电池(STC)的新方案，能够在低于 100℃ 的温度下发电，且无需水或水蒸气这样的中间载体。

STC 是由夹在两个电极之间的三层材料所构成的电池，包含了一个电子传输层(ETM)、一个半导体锗层、以及一个传输铜离子的固体电解质层。

将这种特殊设计的电池埋入热地环境后，热量可激发半导体中的电子，使之转移到 ETM 。然后通过电极的外部电路传递，最终经由另一电极进入电解质 —— 在那里发生氧化还原反应、将低能电子带回半导体、并开启新的循环。

(图自：Journal of Materials Chemistry A)

最初团队不确定 STC 设备能够将这种循环维持多长时间，是否能够持续地运行下去。但在测试过程中，他们找到了答案。

氧化还原反应的最后，会导致循环的干涸，因为不同类型的铜离子，终将在不同的地方停工。有趣的是，团队惊讶地发现 —— 只需将 STC 装置埋在热源中，即可解决这一问题。然后便是打开外部电路一段时间后，才能给它充电。

团队表示，此举有望实现 STC 装置的“半永久性”供电。首席研究员 Sachiko Matsushita 称：

借助这样的设计，原先低利用率的地热能，也可成为一种很有希望的可再生能源。你无需担心辐射，不耗费昂贵的石油，也无需依赖不稳定的太阳能或风能。