Z powodu szybkiej industrializacji świat nie dostrzegł rozwoju wielu elementów lub zespołów, które wytwarzają ciepło. Kilka lat temu to ciepło było często traktowane jedynie jako odpad. Jednak sytuacja ta ulega zmianie i ludzie zaczynają zastanawiać się czy te ogromne ilości odpadowego ciepła mogą zostać przetworzone w źródło energii elektrycznej. Naukowcy pracują nad stworzeniem nowych systemów umożliwiających odbiór ciepła z procesów technologicznych i urzeczywistnienie planów wykorzystania go na cele użytkowe. Podobny kierunek obrali fizycy z Uniwersytetu w Arizonie.

Reklama

Wspomniany zespół badawczy kierowany jest przez Charlesa Stafforda, profesora nadzwyczajnego fizyki, który od lat współpracuje z nimi nad systemem odbioru energii z ciepła odpadowego. Zespół twierdzi, że zjawisko termoelektryczności może wspomagać konwersję ciepła bezpośrednio w energię elektryczną w urządzeniu, które nie posiada części ruchomych. Prototyp urządzenia został przez nich zaprojektowany na komputerze, a zasadność produkcji udowodniona poprzez symulacje.

Niezwykłą zaletą wynalazku jest eliminacja związków przyczyniających się do zubożenia warstwy ozonowej oraz wzmocnienia zjawiska efektu cieplarnianego w wyniku emisji dużej ilości ciepła podczas procesów technologicznych. Co więcej, ciepło odpadowe jako forma energii elektrycznej ma wiele zalet. Odbiór ciepła pomaga w zwiększeniu efektywności samochodów oraz sprawności pracy fabryk i paneli słonecznych.

Urządzenie do konwersji ciepła odpadowego na energię elektryczną wymyślone przez zespół Stafforda nie wymaga stosowania żadnego rodzaju ruchomych maszyn lub związków niszczących warstwę ozonową, jak to miało miejsce w przypadku lodówek i turbin parowych, które były wcześniej używane do tego celu. Omawiany wynalazek jest zdolny do konwersji energii dzięki zastosowaniu gumopodobnego polimeru umieszczonego między dwoma metalami, które działają jak elektrody. Dodatkowo jest łatwy w produkcji i utrzymaniu.

Dzięki temu odkryciu energia cieplna jest zbierana na wiele sposobów, zarówno w fabrykach jak i w samochodach i urządzeniach fotowoltaicznych. Dzięki ultra-cienkiej warstwie materiału, którą powlekana jest rura wydechowa w samochodach, odzyskana w ten sposób energia cieplna może być wykorzystana do generacji prądu. Fizycy skorzystali również z praw fizyki kwantowej, które choć nie są używane wystarczająco często, dają bardzo dobre wyniki podczas zamiany energii odpadowej na elektryczną. Molekularne urządzenia termoelektryczne mogą pomóc w odbiorze energii ze słońca i zwiększyć wydajność ogniw słonecznych, która spada ze wzrostem temperatury modułu. Urządzenia zaprojektowane przez zespół naukowców z Arizony mogą generować moc, która jest w stanie zapewnić rozświetlenie 100-watowej żarówki oraz zwiększenie wydajności samochodu o 25 proc.

Odkrycie to było przełomowe i zapoczątkowało prace innych naukowców nad tworzeniem nowych sposobów umożliwiających wykorzystywanie ciepła odpadowego do celów użytkowych. Stąd właśnie obecnie działające systemy kogeneracyjne, nowe alternatywne dolne źródła dla pomp ciepła oraz trend, który ma na celu oszczędzanie energii. Również badania dążące do zwiększenia wydajności ogniw słonecznych oparte są na odbieraniu powstającego jako efekt uboczny ciepła odpadowego.