廢熱變綠能 高熵熱電機高效做資源回收
編譯／Cynthia
隨著全球對可再生能源的需求不斷攀升，科學界正在積極開發更高效的能源轉換技術。最近，賓州州立大學的研究團隊發表一項關於熱電材料的重大突破，這項技術能將廢熱轉化為清潔能源，並有潛力達到與太陽能等再生能源相媲美的效率。熱電機利用溫差來產生電能，這表示在工廠、發電廠及其他熱源豐富的環境中，能夠有效回收浪費的熱能。隨著技術的進步，這些熱電機不僅提升能源使用效率，還能減少環境污染，為可持續發展提供有力支持。
高熵材料技術創新
賓州州立大學的研究人員深入探討熱電材料的效率，成功運用高熵材料（High-entropy alloys，HEA）開發出新型熱電機，顯著提升轉換效率。傳統熱電機的效率通常在5%到6%之間，而該研究團隊的新原型裝置達到15%的轉換效率。這突破意味著，現有設備的體積可以縮小200%，卻依然能保持相同的能量產出，或者在相同大小的設備中，能量產出提升200%。研究團隊指出，這樣的進步將使熱電技術在市場上更加具吸引力，促進其應用的廣泛實現。
應用範圍延伸至太空
這項技術的應用潛力相當廣泛。首先，在太空探索方面，熱電機可以為NASA的太空船提供穩定的能源，支持長途的太空任務。在工業廢熱回收也是此技術的重要應用之一，在許多工廠和發電廠中，廢熱的產生是常見的現象，而這些熱能往往被浪費。通過回收這些廢熱並轉化為電能，企業能夠減少對石化燃料的依賴，降低能源成本，並促進可持續發展。隨著這項技術的普及，將能進一步推動全球清潔能源的使用，為環保貢獻力量。
高熵材料的優勢與未來潛力
高熵合金材料的特殊結構讓其在熱電效率上擁有明顯的優勢。這類材料由至少五種主要元素組成，形成單一晶體結構，相較於傳統合金材料，其熱導率更低，功率因子更高。當前研究團隊主要聚焦於p型材料，但如果將這項技術擴展到n型材料，轉換效率可能進一步提高，有望突破20%。這將使熱電技術在市場上具備更大的競爭力，特別是在與太陽能等其他再生能源技術相比時，展現出更優越的性能。
環境效益減少碳排
提升廢熱回收技術的效率，不僅能改善能源利用率，還將對環境造成深遠的影響。這項技術的推廣將有助於減少碳排放，降低對傳統能源的依賴，實現更清潔的能源轉換。熱電機不含機械零件，且不會產生化學反應或有害排放，因此本身就是一種相對安全和環保的能源解決方案。隨著技術的逐漸成熟，未來這項技術有望在工業、交通等更廣泛的領域得到應用，進一步推動全球可持續發展的實現。
資料來源：Tech Xplore
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