Ученые изобрели тепловую машину, превращающую тепло в электричество
Ученые изобрели тепловую машину, не имеющую механических частей, превращающую тепло в электричество с КПД более 40%
Что такое тепловая машина?
Это механическое устройство, преобразующее внешнюю тепловую энергию в работу. Простейшим примером такой тепловой машины является паровая турбина, в которой пар, получаемый от нагревания воды, толкает лопатки турбины, в результате чего вал турбины вращается, вращая при этом вал электрического генератора.
На таким принципе работают все электростанции сжигая теплоноситель (газа, угля, мазута), а также атомные электростанции. При этом КПД тепловых машин обычно не превышает 30%
Инженеры Массачусетского технологического института и Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) разработали тепловую машину без движущихся частей, которая эффективно трансформирует тепло в электрическую энергию. Тесты эффективности показывают КПД тепловой машины в разных режимах работы от 40%.
Новая тепловая машина получила название TPV и представляет из себя композитный многослойный материал, внешне похожий на солнечную батарею. Этот материал способен поглощать тепло не только от искусственных источников энергии, но и от возобновляемых, таких как солнце.
Материал состоит из трех слоев, первый верхний слой генерирует энергию при прохождении сквозь него высокоэнергетических фотонов от источника тепла, второй слой генерирует электричество при прохождении через него менее энергетических фотонов и третий слой отражает энергию обратно к источнику.
Единственной особенностью, которая может ограничить распространение этой тепловой машины в массовое использование – это температура источника тепла, она должна быть в диапазоне от 1900 до 2500 градусов Цельсия, при этом максимальное КПД тепловой машины достигается при температуре 2400 градусов Цельсия.
Если учитывать температуру пламени при сжигании природного газа 800 – 1900 градусов Цельсия, температуру пламени при сжигании мазута 1300 – 1500 градусов Цельсия, температуру пламени при сжигании угля 1100 градусов Цельсия и рабочую температуру ядерного реактора атомных электростанций 250 – 280 градусов.
Получается, что для использования такой тепловой машины стандартные источники тепла не подходят, а ученым придется дополнительно найти подходящий источники тепла коим может являться только термоядерный синтез.
Как думаете, получит ли распространение такое устройство?
Интересный сюжет о принципах работы тепловых машин и о их теоретических возможностях можно посмотреть вот тут
Пожалуйста подпишитесь на мой канал и поставьте 👍 Я буду знать, что вам интересны новости науки и техники со всего света! Не забудьте поделиться публикацией в соц. сетях 📢 Это будет лучшей наградой для меня! Спасибо!
