A kutatók egy új termofotovoltaikus (TPV) cellát fedeztek fel, amely több mint 40 százalékos hatásfokkal alakítja át a hőt elektromos árammá, teljesítménye közel azonos a hagyományos gőzturbinával ellátott erőművekével. Az eszközökben megvan a potenciál arra is, hogy hálózati szinten használhatók legyenek, óriási előnye, hogy megbízhatóan, mozgó alkatrészek nélkül állítja elő az energiát – írja cikkében az Engadget.
A TPV energiatermelő rendszerek a hőenergiát alakítják át elektromos energiává. Ez nem újdonság, hiszen már ismert koncepció alapján működik. Viszont az eddigi cellák mindössze 32 százalékos hatékonyságot értek el, mivel alacsonyabb hőmérsékleten működtek. Ezzel szemben az MIT és a National Renewable Energy Laboratory (NREL) konstrukciója 1900 és 2400 Celsius fok közötti, fehéren izzó hőforrásból veszi fel az energiát. A megvalósításhoz nagy sávszélességű ötvözeteket használnak, amelyek kicsivel alacsonyabb sávszélességű ötvözetek fölött helyezkednek el.
A felső réteg felfogja a hőforrás legnagyobb energiájú fotonjait, és elektromos árammá alakítja, míg az alacsonyabb energiájú fotonok áthaladnak az első ötvözeteken, így növelik a feszültséget. A két felületen áthaladt fotonokat egy tükör veri vissza, ezáltal elkerülhető az energiapazarlás.
- Hirdetés -
Lépés a megújuló energia és a dekarbonizáció felé
A hatékonyságot hőáram-érzékelővel mérte meg a kutatók csapata, s arra a megállapításra jutottak, hogy a teljesítmény a hőmérséklettől függően változott. 1900 és 2400 Celsius fok között az új TPV konstrukció mintegy 40 százalékos hatásfokkal termelte az áramot.
A gőzturbinák hasonló hatékonysággal működnek, ám sokkal bonyolultabb szerkezetek, illetve alacsonyabb hőmérsékletre korlátozódnak. Ezeknek a celláknak óriási előnye, hogy magasabb hőmérsékleten, alacsonyabb karbantartási költségek mellett dolgoznak, ugyanis nincsenek mozgó, kopó alkatrészei.
A kísérleti cella mindössze egy négyzetcentiméter volt, ezért a kutatóknak most az a feladatuk, hogy körülbelül 10000 négyzetméterre növelje azt, így hálózati szintű teljesítmény lesz elérhető. A technológia készen áll arra, hogy ekkora méreteket öltsön ez a konstrukció.
Némethi Botond, NEW technology