产综研研究团队:利用散热来发电的空冷式热电发电装置开发

生命科学 2017年04月25日

日前,由产业技术综合研究所(产综研)无机机能材料研究部门的高级主任研究员舟桥良次等人组成的研究团队,开发出了利用工厂和焚烧厂的散热来发电的便携空冷式热电发电装置。在制造业等领域,大量热能未经利用就直接被废弃掉了,因此,这项事关热能有效利用的技术备受期待。

所谓热电发电,是指利用如下现象而进行的发电方法:若在电流通过的棒状物质的两端形成温差,则会产生与温差成比例的电位差(电压)。因为不仅可以利用制造业等行业的散热,还可以利用太阳能和地热等来进行发电,所以全世界都在进行相关技术的研发。

在此之前,研究团队利用在800℃的高温下也能够稳定发电的钙、钴等的氧化物热电元件,已经开发出了水冷式发电装置。并且,已经在具备工业炉等设备的工厂进行了验证,实现了200~700瓦特的发电量,这些电能够满足工厂内的照明等需求。此次,因产业界希望一种能够省却为了得到温度差而使用的冷却水的装置,因此研究团队着手研发便携空冷式装置。

新研发出来的装置通过组装冷却用散热器和存放氧化物热电元件的模块而成,其中,冷却用散热器由集热片、导热管、散热片及空气冷却片等构成。将集热部分罩在温度较高的地方使其温度上升,另一方面通过导热管等将其冷却以制造温差,通过这种方式实现发电。发电的温度区间为200~800℃。输出方面,当集热部分的温度为500℃时可以输出2.3瓦特的电量,600℃时可以输出3瓦特的电量,800℃时可以输出4.1瓦特的电量。将数个装置连接起来,就可以获得较高的输出电量。空气冷却片利用装置自身发电所产生的电力驱动(耗电量约为0.5~0.8瓦特),因此不需要接入外部电源或者电池。

由于零部件使用了对人体无毒的材料,并且未使用发动机等旋转系统的零部件和易燃的零部件,因此安全性较高。安装时也无需复杂操作。据说,因为可以利用木柴燃烧产生的热量,所以也可以作为发生灾害时的应急电源来使用。

产生的1~3瓦特的电可以驱动哪些电子产品呢?经过调查,当集热部分温度达到200℃时能够点亮LED灯,达到400℃时能够支持温度传感器的感应工作、数据的无线传输和智能手机的充电,当500℃时能够支持1SEG电视的充电和播放。(完)
产业技术综合研究所研发出的空冷式热电发电装置(左)和热电模块(右)。

产业技术综合研究所研发出的空冷式热电发电装置(左)和热电模块(右)

(摘自产业技术综合研究所新闻稿)

文/客観日本編集部

原文链接
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2017/pr20170323/pr20170323.html

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