可逆氨电池可以获得低效废热的有效方法

导读 根据宾夕法尼亚州立大学的工程师的说法,使用可逆氨电池可以获得低效废热的有效方法。利用余热发电可以增加发电量,而不会增加化石燃料的消

根据宾夕法尼亚州立大学的工程师的说法,使用可逆氨电池可以获得低效废热的有效方法。

“利用余热发电可以增加发电量,而不会增加化石燃料的消耗,”Evan Pugh教授和Kappe环境工程教授Bruce E. Logan说。“热再生电池是一种碳中和的方式,可将废热储存并转化为电能,其成本可能低于固态设备。”

低等级废热是许多能量产生方法的人为因素。在汽车中,冬季产生的废热转向运行车辆加热系统,但在夏季,必须将相同的废热消散到环境中。煤炭,核能和其他发电厂需要高热量才能发电,但在发电后,多余的废热被送到冷却塔消散。许多工业场所,地热源或太阳能发电厂也会产生浪费的低等级热量。

研究人员希望利用这些废热并将其捕获以产生更多能量。其他研究人员尝试了多种方法,但大多数方法产生的功率太小而无法使用,或者它们无法提供连续的资源。洛根和他的团队正在使用热再生氨基电池,该电池由铜电极组成,氨仅添加到阳极电解液 - 阳极周围的电解液中。

“电池将一直运行,直到反应耗尽了阳极附近电解液中形成复合物所需的氨,或耗尽了阴极附近电解液中的铜离子,”环境工程博士后张芳说​​。“然后反应停止了。”

如果反应不再生,这种类型的电池将作为恒定电源无用。研究人员使用来自外部来源的低等级废热,从电池阳极电解液中留下的废水中蒸馏出氨,然后将其重新充入电池的原始阴极室。

具有氨的室现在变成阳极室,并且铜再沉积在另一个室中的电极上,现在是阴极,但是以前是阳极。研究人员在两个腔室之间来回切换氨,保持电极上的铜量。

“在这里,我们提出了一种高效,廉价和可扩展的氨基热再生电池,其中电流是由铜氨络合物的形成产生的,”研究人员在当前的能源与环境科学杂志上报道。他们注意到氨液流可以将热能转换成电池中的电能。“当需要时,电池可以放电,以便储存的化学能有效地转换为电能。”

先前方法的问题之一是,例如,使用含盐和较少咸水来发电的系统中产生的能量相对于所用水量而言太小。热再生氨电池系统可以将电池中约29%的化学能转化为电能,并且可以通过将来的优化得到极大改善。

研究人员在多个周期内产生的功率密度约为每平方米60瓦,比其他基于液体的热电能转换系统产生的功率密度高6到10倍。研究人员指出,目前的热再生氨电池并未得到优化,因此修补电池既可以产生更多的电力,又可以降低电池的运行成本。

研究人员能够通过增加电池数量来增加功率密度,因此这种方法可以扩展到可能具有商业吸引力的东西。

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