2019-09-23 23:03:01
将热量转化为能量的新方法

一个国际科学家团队已经弄清楚了如何捕获热量并将其转化为电能。

这项发现于上周发表在《科学进展》杂志上,可以通过加热汽车尾气,行星际空间探测器和工业过程等过程中的热量来产生更有效的能量产生。

这项研究的合著者,俄亥俄州立大学机械与航空工程学教授,俄亥俄州纳米技术杰出学者约瑟夫·赫里曼斯说:“由于这一发现,我们应该能够比今天更多地利用热能发电。” “直到现在,还没有人认为这是可能的。”

这一发现是基于称为顺磁子的微小粒子而来的,这些粒子并非完全是磁铁,但带有一定的磁通量。这很重要,因为磁铁在加热时会失去磁力,变成顺磁性。磁通量(科学家称其为“自旋”)产生一种称为磁力拖曳热电的能量,在发现之前,这种能量无法用于在室温下收集能量。

赫里曼斯说:“传统的观念曾经是,如果你有一个顺磁性并将其加热,什么也不会发生。” “我们发现那是不对的。我们发现了一种设计热电半导体的新方法,即将热量转换为电的材料。在过去的20多年中,我们所使用的常规热电效率太低,也给我们带来了麻烦。几乎没有能量,因此它们并未真正得到广泛使用。这改变了这种理解。”

磁体是从热量中收集能量的关键部分:磁体的一侧被加热时,另一侧(冷侧)会获得更多的磁性,产生自旋,从而推动磁体中的电子并产生电能。

然而,自相矛盾的是,当磁铁被加热时,它们失去了大部分的磁性,从而将它们变成了顺磁性-“几乎但不是很强的磁铁”,赫里曼斯称它们为磁铁。这意味着,在发现之前,没有人想到使用顺磁性来收集热量,因为科学家们认为顺磁性无法收集能量。

然而,研究小组发现,顺磁子仅将电子推动十亿分之一秒的十亿分之一,这足以使顺磁子成为可行的能量收集器。

该研究小组由来自俄亥俄州立大学,北卡罗来纳州立大学和中国科学院的国际科学家组成(在这篇期刊文章上都是平等的作者),他们开始测试顺磁子,以查看在适当的情况下它们是否能够产生顺磁子。必要的旋转。

赫里曼斯说,他们发现的是,实际上超顺磁子确实会产生推动电子的自旋。

他说,这可能使收集能量成为可能。

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