如果您曾經透過熱像儀觀察過自己,您就會知道您的身體會產生大量熱量。這其實是我們的廢品。人體的每一平方英尺放出熱量相當於每小時約 19 場比賽。
不幸的是,大部分熱量只是逃逸到。如果我們能利用它來生產,那不是很好嗎??我的研究表明這確實是可能的。我和我的同事們發現方法使用環保材料捕獲和儲存體熱以產生能量。
目標是創造一種既能產生又能儲存能量的設備,就像可穿戴技術的內建行動電源一樣。透過利用我們的體溫,智慧手錶、健身追蹤器或 GPS 追蹤器等設備可以運行更長時間,甚至無限期地運行。
產生廢熱的不僅是我們的身體。在我們技術先進的世界中,從車輛的引擎到製造商品的機器,每天都會產生大量的廢熱。
通常,這些熱量也會釋放到大氣中,這意味著錯失了能量回收的重大機會。新興概念“餘熱回收」 旨在解決這種低效率問題。透過利用這種原本會被浪費的能源,各行業可以提高其營運效率,並為更永續的環境做出貢獻。
Vitae 3MT® 2024 年決賽入圍者,Muhammad Muddasar,利默里克大學 - YouTube
觀看這熱電效應是一種可以幫助將熱能轉換為電能的現象。當電子從熱側流向冷側時,溫差會產生電位,從而產生可用的電能。
傳統的熱電材料,然而,通常是由,或者。這些都存在環境和健康風險,限制了它們的實際應用。
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木頭的力量
但我們發現您也可以用木材製造熱電材料 - 提供更安全、可持續的替代品。
幾個世紀以來,木材一直是人類文明不可或缺的一部分,也是建築材料和燃料的來源。我們正在發掘木材衍生材料的潛力,將工業過程中經常損失的廢熱轉化為寶貴的電力。
這種方法不僅提高了能源效率,而且重新定義了我們如何將日常材料視為永續能源解決方案的重要組成部分。
翻譯 – 廢熱發電 - YouTube
觀看我們利默里克大學的團隊與瓦倫西亞大學合作,已發展一種利用愛爾蘭木製品將廢熱轉化為電能的可持續方法,特別是木質素,這是造紙工業的副產品。
我們的研究表明,當木質素基膜浸泡在鹽溶液中時,可以有效地將低溫廢熱(200°C 以下)轉化為電能。木質素膜上的溫差導致鹽溶液中的離子(帶電原子)移動。正離子向較冷的一側移動,而負離子則向較溫暖的一側移動。這種電荷分離在膜上產生電位差,可以轉換為電能。
自從大約66%的工業餘熱在這個溫度範圍內,這項創新為環保能源解決方案提供了重要機會。
這項新技術有可能在許多領域產生巨大影響。製造業等產生大量餘熱的行業可以透過將餘熱轉化為電力來獲得重大效益。這將有助於他們節省能源並減少對環境的影響。
該技術可用於各種環境,從為偏遠地區供電到為日常應用中的感測器和設備供電。其環保特性也使其成為建築和基礎設施可持續能源發電的有前景的解決方案。
儲存的麻煩
從廢熱中獲取能量只是第一步;有效地儲存它同樣重要。超級電容器是快速充電和放電的能量儲存設備。這使得它們對於需要快速供電的應用至關重要。
然而,他們對化石燃料的依賴材料引發了永續性問題,凸顯了其生產中對再生替代品的需求。
什麼是超級電容器? - 分析、比較與應用 - YouTube
觀看我們的研究團隊發現,木質素基多孔碳可用作超級電容器的電極,用於使用木質素膜收集廢熱產生的能量儲存。
這個過程使木質素膜能夠捕獲廢熱並將其轉化為電能,而多孔碳結構則有利於離子的快速移動和儲存。透過提供避免有害化學物質和依賴的綠色替代品,這種方法為廢熱儲能提供了永續的解決方案。
儲能技術的創新可以為消費者的一切提供動力,穿戴式科技。