技术将浪费的热量转化为电能

耶鲁大学的研究人员已经开发出一种新技术，可以利用工业来源和发电厂产生的低温废热来发电，并利用一种广泛使用的资源(大部分是未使用的资源)。

据估计，仅在，可回收的余热就可以为数千万的家庭供电。尽管现有技术可以重新利用高温热量或将其转化为电能，但是由于工厂的排热与周围环境之间的温差很小，因此难以有效地从低温废热中提取能量。此外，常规系统的设计目标是特定的温差，因此，当废热输出出现波动时，它们的效率会降低。

耶鲁大学化学与环境工程系的研究人员已经开发出一种克服这些挑战的新技术。关键是“纳米气泡膜”，当浸入水中时，它会在其孔中捕获微小的气泡。加热膜的一侧会导致水蒸发，流过气隙并在膜的另一侧冷凝。然后，该温度驱动的水在膜上的流动被引导至涡轮机以发电。

为了证明这一概念，该团队构建了一个小型系统，并证明了纳米气泡膜即使在热波动和温度差仅为20摄氏度的情况下也可以产生加压的水流并发电，从而使其在浪费的情况下使用变得可行。来自工业的热量。研究结果于6月27日在线发表在“自然能源”杂志上。

研究人员使用了具有表面化学特性的纳米结构膜，该化学结构有助于捕集气泡，即使在产生大压力时也将气泡保留在孔中。这些膜大约厚至两张纸，是由高度疏水(拒水)的聚合物纳米纤维制成的。

该论文的通讯作者，耶鲁大学化学与环境工程学教授罗伯托·C·古伊埃塔(Roberto C. Goizueta)说：“确定能促进压力产生的坚固的空气捕集膜至关重要。” “如果没有合适的膜，水将取代孔隙中的空气，该过程将不可行。”

原型的演示使研究人员相信了该技术的价值。

研究的第一作者，化学和环境工程博士学位的安东尼·斯特劳布说：“我们发现该系统的效率可以超过同类技术。” “该工艺也仅使用水，因此具有成本效益且环保。”

研究人员计划继续进行这项技术的研究，开发出可以更好地捕获气泡的改良膜。他们还正在研究未来大型系统的性能。