Nowy silnik wydajny niczym turbina parowa. Zapewni dostęp do prądu nawet w pochmurne dni

Naukowcy związani z MIT oraz NREL (National Renewable Energy Laboratory) zaprojektowali silnik cieplny pozbawiony ruchomych części. Przetwarza on ciepło na energię elektryczną z ponad 40-procentową wydajnością.

Tego typu silniki, określane również mianem ogniw termofotowoltaicznych (TPV), przechwytują wysokoenergetyczne fotony z gorącego źródła ciepła i przekształcają je w energię elektryczną. Zaprezentowana wersja urządzenia może generować energię elektryczną ze źródła ciepła o temperaturze od 1900 do 2400 stopni Celsjusza.

Czytaj też: Energia odnawialna magazynowana pod wodą. Ocean Battery oferuje rewolucję

Takie ogniwo TPV mogłoby zostać wbudowane w baterię termiczną działającą w zakresie magazynowania energii. Układ ten miałby pochłaniać nadmiar energii ze źródeł odnawialnych i magazynować ją w silnie izolowanych zasobnikach z gorącego grafitu. Gdy energia okaże się potrzebna, na przykład w pochmurne dni, ogniwa TPV zmienią ciepło na energię elektryczną i wyślą ją do sieci energetycznej.

Jeśli chodzi o najprostszy wariant, to obecnie trwają prace nad zintegrowaniem części w celu zademonstrowania w pełni działającego systemu. Następnie zespół chciałby rozbudować swoją metodę tak, aby zastąpić elektrownie zasilane paliwami kopalnymi i umożliwić powstanie w pełni zdekarbonizowanej sieci energetycznej, zasilanej w całości energią odnawialną.

Czytaj też: Solarny samolot zaprojektowany na wzór ptaków ma zamiar pobić „ekologiczny” rekord prędkości

Dotychczas większość ogniw TPV osiągała sprawność rzędu 20%, ponieważ były one wykonane z materiałów o stosunkowo niskich przerwach międzypasmowych, które przetwarzają fotony o niższej temperaturze i niskiej energii, co oznacza, że mniej wydajnie generują energię. W większości przypadków turbiny parowe są w stanie przetworzyć około 35% ciepła na energię elektryczną. Rekordowy współczynnik konwersji wynosi natomiast około 60%.

W tym przypadku wydajność ogniwa została sprawdzona poprzez umieszczenie go nad czujnikiem strumienia ciepła. Urządzenie to bezpośrednio mierzy ciepło pochłaniane przez ogniwo. Naukowcy wystawili ogniwo na działanie wysokotemperaturowej lampy i skoncentrowali na nim światło. Zmieniano jej intensywność bądź temperaturę, obserwując jednocześnie, jak wraz ze zmianą temperatury zmienia się sprawność energetyczna ogniwa. W zakresie od 1900 do 2400 stopni Celsjusza wydajność nowego ogniwa TPV wynosiła około 40 procent.