碳化硅新应用，热电池转换效率创新高
发布日期：2024-06-27 10:18浏览次数：323
长时间电网级储能将出现新的解方。美国密西根大学开发的热电池，其热能转换器效率达到44%，表现也优于常见的蒸汽涡轮机，其平均效率为35%。太阳能、风力发电成本虽然快速下跌，但是只有再生能源价格下降还不够，因为绿能为间歇性能源，日落或是没有风的时候，还是需要“电池“等储能系统辅助，这就包括锂离子电池、铁-空气电池、盐电池、液流电池或重力电池等各式各样的系统。
其中热电池备受瞩目，因为可以把诸如沙子、熔盐、火山灰、碳块、黏土砖等便宜材料当成储热媒介，可藉由集中太阳光线来产生热量又或是使用工业废热，加以储存起来后，之后就可以善加利用热能。现在则又有新的储热材料，美国密西根大学开发的热光伏电池，使用碳化硅（SiC）做为蓄热材料，材料被铟、镓和砷制成的半导体材料包围。当团队将材料加热到1,435°C 时，开始辐射各种能隙的热光子，其中半导体材料能捕获20%到30%能量。
source：Joule为了让材料可以捕获更多的光子，研究人员在热光伏电池的半导体后打造一层薄薄的空气间隙与金反射器，借由“空气桥“，让半导体材料能捕捉光子并将多余能量送回储热材料。最后总功率转换效率为44%，且工作温度还有机会更高。团队指出，未来可以使用风能或太阳能电厂产生的电力来加热，或直接吸收工业制程或太阳能热能中的多余热量，虽然效率或许只有锂离子电池的一半，但制造和运行起来更安全、更便宜，仍然具有成本效益，且不再使用有限的矿物资源。研究作者Stephen Forrest 表示：“我们还没有达到这项技术的效率极限，相信在不久的将来，设备效率将超过44% 达到50%。“
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