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汽車尾氣發電!科學家讓其成為了現實

近些年, 新聞反復不斷出現氣候危機的詞語, 替代能源的突破性新聞也同樣不斷上演著。 特別在全球汽車產量不斷提高, 汽車尾氣對環境的污染日趨嚴重,

各國研究人員一直在找尋治理汽車尾氣的方法。 而美國研究人員正在開發一種發電裝置, 它能夠將汽車的尾氣轉化為電能。

看到這裡, 是不是覺得“尾氣”這個本與“發電”沒有什麼關聯, 既然也產生了聯繫, 是因為沒什麼能阻止人類探索新能源的腳步。

據瞭解, 熱能是一種非常有潛力的清潔能源。 來自美國能源部對能源消耗做了一個初級估算, 顯示有55%以上的能源最終以廢熱的形式釋放到空氣當中。 然而, 並沒有人二次利用這些廢熱。 來自華盛頓州立大學的科研團隊研發出了一種將汽車尾氣轉化為可再生能源的裝置, 很很的把熱能轉化效率提高了。

而這個發電裝置為一種新型的二級管, 被稱為範德瓦爾斯肖特基二極體, 依靠獨特的複合材料, 將熱量轉換成可存儲的電池電流, 效率比矽晶高出三倍。

眾所周知, 二極體是一種具有兩個電極的裝置, 只允許電流從單一方向流過, 通常被用於“整流”。 因此, 二極體可以想成電子版的逆止閥

講到這裡, 不得不提一下世界最著名的二極體肖特基二極體, 其通過將半導體材料與金屬接合而成, 而且該二極體還有一個稱呼---“熱載體”二極體, 與傳統光源一樣, 在工作期間不僅照明還會產生熱能。

在肖特基二極體被利用工業當中, 正是其具有低電壓降,

使得它對諸如太陽能電池等設備是有用的, 因為工作期間需要低壓降二極體來防止能量損失。

華盛頓州立大學物理學家 Matthew McCluskey也指出了傳統的肖特基二極體將熱轉換為電能的時候的缺點。 當將金屬連接到半導體材料以形成肖特基二極體時, 表面總會形成一些缺陷, 而這些缺陷會阻礙電流傳導, 這就導致了它們將熱量轉化為電能的效率不高。

通過一段時間的研究, 華盛頓州立大學研發團隊終於開發出了新的二極體, 旨在改善肖特基二極體。 研究人員通過減少對電流的阻礙, 生產出將大部分熱量轉化為電能的二極體。 而這個就是上文講到的範德瓦爾斯肖特基二極體, 這種類型的二極體是由硒化銦的結晶化合物的多個微觀層製成的材料,

而沒用到金屬或矽合成。

具體過程是該團隊使用比較簡單的加熱過程來修改硒化銦, 使其表面像金屬, 另外一層像半導體。 這也說明了范德華肖特基二極體並不是金屬和半導體材料結合而成的傳統二極體, 而是另外一種屬性材料製成。

需要注意的是,範德瓦爾斯肖特基二極體中,硒化銦和半導體材料的結合並沒有什麼缺點,從而能夠讓電力擁有100%的效率通過。

此外,研究人員還發現,範德瓦爾斯肖特基二極體在正向電流流動方面,導電性很好的被避免損失,比傳統的肖特基二極體高出許多。同時,熱量轉化為電力的能力也同樣超出許多,而它也完美的成為“回收”餘熱的標準載體。

如今溫室效應已經為我們人類生存敲響了警鐘,未來全球的主要方向將會是環保,這是一個不可逆的過程。但在面對硒化銦結晶化合物大批量提取技術上的難題,人類還有很長的一段路要走。同時,如何降低生產過程中的成本,是這項技術從理論研究邁向實際應用重要的一環。不過,範德瓦爾斯肖特基二極體的研發成功,為人類可再生的能源燃起了一絲希望。

需要注意的是,範德瓦爾斯肖特基二極體中,硒化銦和半導體材料的結合並沒有什麼缺點,從而能夠讓電力擁有100%的效率通過。

此外,研究人員還發現,範德瓦爾斯肖特基二極體在正向電流流動方面,導電性很好的被避免損失,比傳統的肖特基二極體高出許多。同時,熱量轉化為電力的能力也同樣超出許多,而它也完美的成為“回收”餘熱的標準載體。

如今溫室效應已經為我們人類生存敲響了警鐘,未來全球的主要方向將會是環保,這是一個不可逆的過程。但在面對硒化銦結晶化合物大批量提取技術上的難題,人類還有很長的一段路要走。同時,如何降低生產過程中的成本,是這項技術從理論研究邁向實際應用重要的一環。不過,範德瓦爾斯肖特基二極體的研發成功,為人類可再生的能源燃起了一絲希望。

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