«Использование отбросного тепла для выработки энергии позволило бы дополнительное производство электроэнергии без любого добавленного потребления ископаемого топлива», сказал Брюс Э. Логан, профессор Эвана Пью и профессор Kappe Инженерной защиты окружающей среды. «Тепло регенеративные батареи – способ с нулевым балансом выбросов углерода сохранить и преобразовать отбросное тепло в электричество с потенциально более низкой ценой, чем твердотельные устройства».Низкосортное отбросное тепло – экспонат многих производящих энергию методов.
В автомобилях отбросное тепло, выработанное зимой, отклонено, чтобы управлять системой отопления транспортного средства, но летом, то же самое отбросное тепло должно быть рассеяно к окружающей среде. Уголь, ядерные и другие электростанции требуют, чтобы высокая температура выработала электроэнергию, но после вырабатывания электроэнергии избыточное отбросное тепло разбито к градирням, чтобы рассеять. Много промплощадок, геотермических источников или солнечных генераторных установок также создают низкосортное тепло, которое потрачено впустую.Исследователи хотят взять это отбросное тепло и захватить его, чтобы произвести больше энергии.
Другие исследователи попробовали множество методов, но большинство производит слишком мало энергии, чтобы быть осуществимым, или они не могут обеспечить непрерывный ресурс. Логан и его команда используют тепло восстановленную основанную на аммиаке батарею, которая состоит из медных электродов с аммиаком, добавил только к анолиту – электролит, окружающий анод.«Батарея будет работать, пока реакция не израсходовала аммиака, необходимого для сложного формирования в электролите около анода, или исчерпывает медные ионы в электролите около катода», сказал Фан Чжан, постдокторант в инженерной защите окружающей среды. «Тогда остановки реакции».
Этот тип батареи был бы бесполезен как постоянный источник электричества, если бы реакция не была регенеративной. Используя низкосортное отбросное тепло из внешнего источника, исследователи дистиллируют аммиак от сточных вод, оставленных в анолите батареи, и затем перезаряжают его в оригинальную палату катода батареи.Палата с аммиаком теперь становится палатой анода, и медь повторно депонирована на электроде в другой палате, теперь катод, но раньше анод. Исследователи переключают аммиак назад и вперед между этими двумя палатами, поддерживая количество меди на электродах.
«Здесь мы представляем очень эффективную, недорогую и масштабируемую основанную на аммиаке тепло регенеративную батарею, где электрический ток произведен из формирования медного комплекса аммиака», сообщают исследователи в текущей проблеме энергии и Науки об окружающей среде. Они отмечают, что поток жидкости аммиака может преобразовать тепловую энергию в электроэнергию в батарее. «Когда необходимый, батарея может быть освобождена от обязательств так, чтобы сохраненная химическая энергия была эффективно преобразована в электроэнергию».Одна из проблем с предыдущими методами была то, что сумма энергии, произведенной в, например, система, используя соленую и менее соленую воду, чтобы произвести электричество, была слишком небольшой относительно количества используемой воды. Тепло регенеративная система клеточного содержания аммиака может преобразовать приблизительно 29 процентов химической энергии в батарее к электричеству и может быть значительно улучшена с будущей оптимизацией.
Исследователи произвели плотность энергии приблизительно 60 ватт за квадратный метр по многократным циклам, которая является шесть к в 10 раз выше, чем плотность энергии, произведенная другими основанными на жидкости конверсионными системами тепловой электроэнергии. Исследователи отмечают, что ток, тепло регенеративная батарея аммиака не оптимизирована, так, чтобы переделывание батареи могло и произвести больше энергии и уменьшить стоимость работы батареями.
Исследователи смогли увеличить плотность энергии, увеличив число батарей, так, чтобы этот метод был масштабируем к чему-то, что могло бы быть коммерчески привлекательно.