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環保的未來
發布時間 :2015-03-11 13:11:56  點擊瀏覽:
國外媒體報道,美國科學家成功發明了一種新型裝置,能夠將熱能通過聲波為中間形式最終轉化成電能,成為環保的魔術般新技術。
猶他州大學的物理學家發明了一種小型裝置,它能夠將熱能轉變為聲波,然后最終轉變為電能。這項技術為將廢熱轉變為電能、利用太陽能和給電腦與雷達制冷帶來希望。
猶他州大學物理學教授奧列斯特·辛科(Orest Symko)說,“我們現在可以用通過聲波這種有效的、簡單的方法來實現將廢熱轉換成電能。這是一個利用廢熱這種可再利用能源的新的方法。”
辛科的五個博士學生最近發明了一種能夠改善聲學熱轉換效率的方法。聲學熱轉換是將熱能轉變為電能的引擎裝置。科學家們將于六月八日星期五在希爾頓鹽湖城中心旅館召開的美國聲學協會年會上公布他們的發現。
辛科計劃在一年之內測試這個裝置,利用一軍隊雷達設備和大學熱水發電站的廢熱發電。
這項研究是由美國軍隊資助的。他說,“美國軍方對利用雷達產生的廢熱以及發明一個輕便的電源感興趣,它能夠在戰場上派上用場并讓電子儀器運行起來。”
辛科預計這項裝置在兩年就能投入使用,它可以作為將陽光轉換為電能的光電電池的代替品。這項熱能轉換裝置還可用于為膝上計算機及其他電腦制冷,這些電腦隨著它們的電子原件進一步復雜化,它們就會產生更多的熱能。辛科還預見到利用這個裝置可以用于核電站冷卻塔釋放的熱能進行發電。
如何從熱能和聲波獲得能量
辛科正在致力于將熱能轉換為電能的研究,它是基于他正在進行的有關研制為電子原件制冷的小型熱聲冷卻器研究。
在2005年,他開始了一個五年的熱能-聲波-電能轉換研究項目,名稱是熱聲壓電能量轉換項目(tapec)。辛科還與華盛頓州立大學和密西西比大學的合作者進行了協作。
這個項目在過去的兩年中獲得了兩百萬美元的資助,辛科希望小型熱能-聲波-電能轉換裝置進一步地小型化,以便讓科學家們能夠將微型機電系統合并在一起來為電腦及其他電子器件如放大器進行制冷。
利用聲波轉換熱能為電能有兩個主要步驟。辛科和同事發明了各式各樣的新型熱能轉換引擎以完成第一步:將熱能轉換為聲波。科學家們可以利用現有技術將聲波轉化為電能,即壓電裝置。
大多數辛科實驗室中的熱能轉換到電能的聲學裝置是放置在一個圓柱形狀的“共振器”。
當靠近熱源--如火柴、噴燈或者一個發熱元件--時,熱空氣流動會產生一個單頻聲波,與空氣吹入到笛子中類似。
辛科說,“你所面對的熱能,曾經是不穩定的,突然它變成了同一頻率的聲波”。
然后聲波擠壓壓電器件,產生電壓。辛科說這類似于你打擊你的肘部神經時,它會產生一個痛覺神經電脈沖。
更長的共振器圓柱會產生較低的音調,而較短的圓柱管會產生更高的音調。
那些轉化熱能成聲波然后再到電能的裝置沒有運動機件,所以這種裝置將要求短時間電荷保持。科學家們不需要構造一個活塞機構,因為隨著活塞的磨損它會損失效率。
辛科說這個裝置不會產生噪音污染。科學家們將首先將熱能轉換為人聽不見的超聲波頻率。之后,音量又被變到電能。他說,最后,“通過在這個裝置周圍放置消音材料來吸納噪音是很容易實現的。”
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