Геотермальная батарея сможет напрямую превращать тепло в электричество

Технологии >> 25.07.2019, 14:34

Главный недостаток типовых геотермальных электростанций устранят «стабилизированные тепловые ячейки». В перспективе для раскручивания турбин не нужен будет горячий водяной пар (180 °С), поскольку ячейки сами вырабатывают электричество из тепла.

Разработанная исследователями Токийского техноинститута в содружестве с инженерами Sanoh Industrial технология обещает революцию в области геотермальной энергии. Основой инновационной ячейки является 3-слойная конструкция, состоящая из:

• германиевого полупроводника;
• электронного транспортного слоя;
• твердого источника электролитов (медь).

При нагревании конструкции с двумя электродами (они образуют замкнутую цепь), электроны из германия поступают на электрод через транспортный слой, образуя ток. Пройдя через нагрузку, они растрачивают часть энергии и после достижения электролита с помощью окислительно-восстановительной реакции вновь возвращаются в полупроводник.

Подобная батарея имеет фундаментальный недостаток, однако японским ученым удалось превратить его в преимущество. Ионы из меди по мере работы разносятся по системе, поэтому ресурс для восстановительных реакций быстро исчерпывается. Зато при подаче внешнего напряжения – движение электронов возобновляется, что способствует возвращению большей части ионов в электролит. Таким образом получается устойчивая система, имеющая большой срок эксплуатации при минимальных издержках на обслуживание.

Пока еще технология относится к разряду экспериментальных. По завершении опытов, в т.ч. по сохранности многослойной конструкции при температурных скачках, будет принято решение о создании прототипа геотермальной батареи нового поколения.