Губка с воском

В Массачусетском технологическом институте (MIT) изготовлен генератор, черпающий энергию из суточных колебаний температур. Разработка названа «температурным резонатором».

Обычно для преобразования температурных колебаний в электрическую энергию используются пироэлектрики. Здесь же применён совершенно другой способ. Согласно разработчикам, при тех же размерах «температурный резонатор» по эффективности превосходит пироэлектрические генераторы в три раза и даже более.

Чтобы решить поставленную задачу, учёным из Массачусетса нужно было найти материал с хорошей температурной эффузивностью. Эта малоизвестная характеристика, объединяющая показатели теплоёмкости и теплопроводности, говорит о том, насколько эффективно материал забирает тепло или отдаёт его в окружающую среду.

Необходимый материал был получен в виде металлической пены из сплава меди и никеля, покрытой слоем графена. Пена пропитана октадеканом - воскообразным предельным углеводородом, который плавится примерно при 28 °C. Октадекан сохраняет тепло, а графен проводит его. Уже небольшой кусочек полученной металлоуглеводородной губки, использованный для проверки концепции, обеспечил напряжение 350 мВ и мощность 1,3 мВт при ночных/дневных перепадах температуры 10 °C. Подобного источника тока достаточно для питания простейшего сенсора или радиопередатчика.

В генераторе используется обычный термоэлектрический преобразователь, размещённый перед «тепловой губкой». Через него тепло постепенно проходит внутрь устройства или выходит наружу. Кроме того, в естественных условиях одна сторона преобразователя постоянно отстаёт от другой в нагреве и охлаждении. «Вечная» разница температур преобразуется в электрический ток.

Как отмечают разработчики, созданный ими «температурный резонатор» можно настроить не на суточные, а на более короткие циклы, например, связанные с включениями-выключениями приводных двигателей производственного оборудования или компрессоров холодильников.