Đặc san Kỹ thuật

Hệ thống chuyển đổi nhiệt thải cấp thấp thành điện

Ngày đăng: 18/01/2015

Các kỹ sư thuộc trường Đại học Pennsylvania, Hoa Kỳ đã tạo ra hệ thống không chỉ thu và chuyển đổi nhiệt thải một cách tiết kiệm và hiệu quả, mà còn đạt công suất cao hơn các hệ thống tương tự.

Các kỹ sư thuộc trường Đại học Pennsylvania, Hoa Kỳ đã tạo ra hệ thống không chỉ thu và chuyển đổi nhiệt thải một cách tiết kiệm và hiệu quả, mà còn đạt công suất cao hơn các hệ thống tương tự.

Nhiệt thải là kết quả của toàn bộ hoạt động gia công cơ khí dùng điện và sản xuất năng lượng. Tùy theo hiệu suất chuyển đổi năng lượng, các hoạt động này có thể sản sinh khối lượng lớn nhiệt dễ dàng thải vào không khí qua tháp làm mát hoặc khí thải động cơ. Đặc biệt, đây là trường hợp của các nhà máy điện đốt than và nhà máy điện hạt nhân tạo ra mức nhiệt cao trong quá trình phát điện. Hệ thống tái sinh bằng nhiệt (TRAB) mới được chế tạo để thu nhiệt thải này, khai thác năng lượng còn lại và lưu giữ để sử dụng về sau.

Các nhà nghiên cứu cho rằng sử dụng nhiệt thải sẽ cho phép sản xuất điện mà không cần đến nhiên liệu hóa thạch. Lưu trữ năng lượng tái sinh bằng nhiệt là biện pháp không thải các bon để lưu giữ và chuyển đổi nhiệt thải thành điện với chi phí thấp hơn các thiết bị dạng rắn.

Các phương pháp biến nhiệt thải thành điện thông thường sinh ra điện tích quá nhỏ so với lượng chất điện phân hoặc vật liệu chuyển đổi được sử dụng; ví dụ, pin telluride chỉ biến đổi khoảng 15-20% nhiệt thành năng lượng, trong khi các vật liệu khác hiệu quả hơn như fulvalene diruthenium có triển vọng mang lại lợi ích lớn hơn, nhưng quá đắt nên không thực tế.

Theo các nhà nghiên cứu, hệ thống tái sinh bằng nhiệt mới sử dụng các điện cực đồng và nước tiểu dồi dào làm chất điện phân và chuyển đổi khoảng 29% năng lượng hóa học trong pin thành điện. Trong hệ thống này, mật độ năng lượng đạt khoảng 60 MW/m2 giữa các chu kỳ sạc/xả sạc, cao gấp 6-10 lần các hệ thống chuyển đổi năng lượng nhiệt điện bằng chất lỏng khác. Hơn nữa, nhóm nghiên cứu cho biết: mật độ năng lượng tăng là nhờ tăng số lượng pin trong hệ thống. Pin tái sinh bằng nhiệt có giá thành rẻ, hiệu quả cao và có thể mở rộng qui mô.

Công trình nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Energy & Environmental Science

Theo VNEEP

Đưa tin: VNEEP /Ảnh: VNEEP