Исследователи из Токийского технологического института разработали новый тип аккумуляторных элементов, которые могут напрямую преобразовывать тепловую энергию недр Земли в электричество. Об этом сообщается на сайте Tokyo Tech.
Большинство существующих геотермальных систем работают с использованием воды, которая нагревается горячими камнями в нескольких километрах от поверхности Земли. Эта вода либо присутствует там естественным образом и ее выкачивают на поверхность, либо же воду туда закачивают, нагревают и выкачивают обратно. Для эффективной работы такой системы необходимо постоянное поддержание высокой температуры – более 180°C.
Но по заявлению японских ученых, разработанная ими система обеспечит прямую выработку тепловой энергии. Система представляет собой сенсибилизированные тепловые ячейки (STC), которые способны генерировать электричество при температуре ниже 100°C, без необходимости использования воды или пара.
Аккумуляторный элемент состоит из трех слоев материала, зажатого между двумя электродами. Сначала идет слой с электронной проводимостью (ETM), затем слой полупроводника (германия) и слой твердого электролита.
Батарею погружают в горячую землю, тепло возбуждает электроны в полупроводнике, заставляя их переходить в слой ETM. Затем они выходят через электрод, проходят через внешнюю цепь, через вспомогательный электрод и достигают электролита. Там происходят окислительно-восстановительные реакции, которые переносят низкоэнергетические электроны обратно в полупроводник, начиная цикл снова. По словам ученых, конструкция аккумулятора позволит вырабатывать энергию на «полупостоянной» основе.
«Благодаря такой конструкции тепло, которое обычно рассматривается как низкокачественная энергия, станет отличным источником возобновляемой энергии. Никакой вам радиации, дорогостоящей нефти, нестабильной выработки электроэнергии, как при использовании солнца или ветра», – Сачико Мацусита, ведущий автор исследования.
Для полноценной работы системы требуются дальнейшие ее доработки. Но разработчики из Токийского технологического института надеются, что скоро их изобретение будет массово использоваться как бесперебойный источник возобновляемой энергии.
