Nowy typ ogniwa przekształca ciepło w prąd z dużą wydajnością

Naukowcy z MIT opracowali nowy typ ogniwa termofotowoltaicznego (TPV), które przetwarza ciepło na prąd z aż 40-procentową wydajnością. Jest ona zbliżona do wydajności tradycyjnych turbin parowych, obecnie stosowanych w elektrowniach.

Rosnące ceny energii są faktem i trudno ich nie zauważyć, gdy patrzy się na rachunek za prąd przysłany przez elektrownię. Na szczęście naukowcy nieustannie pracują nad rozwiązaniami, które być może pozwolą w niedalekiej przyszłości produkować prąd znacznie taniej.

Nowe ogniwo TPV może służyć jako bateria termiczna

Jeden z ciekawszych wynalazków opracowali naukowcy z MIT, a jest nim nowy typ ogniwa termofotowoltaicznego (TPV). Potrafi ono przetwarzać na prąd energię cieplną z ponad 40-procentową wydajnością. To wydajność na poziomie standardowych turbin parowych stosowanych obecnie w elektrowniach. Ogniwa mogą więc znaleźć zastosowanie w bateriach termicznych, a ich największym atutem jest brak ruchomych części.

Ogniwa termofotowoltaiczne działają poprzez podgrzewanie materiałów półprzewodnikowych w stopniu wystarczającym do znacznego zwiększenia energii fotonów. Dotychczas ogniwa TPV osiągały sprawność na poziomie zaledwie 32 procent, ponieważ działały w niższych temperaturach. Nowy wynalazek MIT może jednak pobierać energię ze źródeł ciepła o temperaturze od 1900 do 2400 stopni Celsjusza. Według naukowców, w tym właśnie przedziale temperatur, wynalazek wytwarzał energię z około 40 procentową wydajnością.

Dodać należy, że obecnie używane turbiny parowe mają podobną sprawność. Są jednak bardziej skomplikowane i ograniczone do niższych temperatur. Ogniwa TPV są od nich znacznie lepsze, gdyż mogą działać w wyższych temperaturach, a brak ruchomych części obniża koszty konserwacji.

Tego typu baterie termiczne mogłyby absorbować energię ze źródeł odnawialnych, takich jak Słońce i przechowywałyby ją w silnie izolowanych warstwach gorącego grafitu. W razie potrzeby mogłyby przekształcić zgromadzone ciepło w energię i przesłać ją do sieci elektrycznej.

Prototyp ogniwa TPV ma jedynie 1 cm2, więc na razie nie można go wykorzystać na dużą skalę. Technologia jest jednak skalowana, więc nic nie stoi na przeszkodzie, by zwiększyć jej rozmiary na tyle aby mogła generować odpowiednią ilość energii. Niestety minie zapewne kilka lat, zanim takie rozwiązania wejdą do powszechnego użytku.

Źródło