前几日 , 诺贝尔经济学奖得主Eric Maskin先生在接受采访时谈到 , “应对气候变化 , 减少我们对高碳技术依赖的秘诀 , 就是让科学家与技术人员充分探索绿色替代能源 。 其中一个非常重要的替代能源就是太阳能 。 然而在太阳能储存上我们仍然有很多的挑战 。 我们可以获取太阳能 , 但是储存太阳能的蓄电池寿命还不够长” 。
Eric Maskin先生肯定了太阳能作为替代能源的价值 , 也指出了太阳能蓄电池寿命不够长的缺陷 。 太阳光照射到太阳能蓄电池的太阳能电池组件上 , 就产生电能输送给蓄电池组以化学能量形式进行储存 , 需要时再转化为电能提供使用 。 目前有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池 , 胶体蓄电池和碱性镍镉蓄电池四种 。 在全球变暖的迫切形势下 , 它们不但显得寿命不够长 , 它们能提供的太阳能清洁电能也有限 , 相对人类的需求简直是杯水车薪 , 人类需要全新太阳能蓄电池的驰援 。
众里寻他千百度 , 蓦然回首 , 那人却在灯火阑珊处 。 人类在探寻太阳能蓄电池 , 其实人类自己脚踩的地球 , 就是那个苦苦找寻的太阳能蓄电池 , 而且是超级的太阳能蓄电池 。
地球作为太阳能蓄热器 , 如果有技术把它所蓄的热量进行热电转化 , 地球就是名副其实的太阳能蓄电池 。 作为潜在的超级太阳能蓄电池 , 地球的这个角色一直隐在阑珊之处 , 被忽视甚至被误解 。 它蓄热太阳能的强大能力反而成为“不可承受之重” , 顶着地球废热之名、背着全球变暖之锅 。 其实 , 正是因为能够超级蓄热太阳能 , 地球具有绿色利用太阳能的潜力 , 远远大于比氢能、太空发电站 。
地球太阳能蓄热器的热量能不能转化为电能 , 是它能否从蓄热器蜕变为蓄电池的关键 。 钳温器不用电空调将使地球以超级太阳能蓄电池的新形象惊艳世人 。
钳温器专利技术同时获得两个授权【废热钳制控制方法与自源式钳温器、车辆(发明专利 , 专利号:ZL201710275353.6)和自源式废热钳温器和车辆(实用新型专利 , 专利号:ZL201720439289.6 )】 , “钳温”概念是一种新的制冷方式 , “自源.钳温”是“不用电制冷”生活化表达 , 是法律意义上的“不用电空调” 。
钳温器是从制冷功能这个原点开始 , 就形成了一条迥异于传统空调的技术路径——“钳温”过程同时既“自源钳温”又“废热发电” , 是“嵌合性”制冷过程 , 颠覆了传统空调的逆卡诺循环技术基础 。 钳温就是以“热转化”方式去直接制冷固、液体目标物 , 固、液体目标物再迭代制冷所封闭的气体目标物 , 钳温过程间接等效出传统空调“制冷空气”的功能 。
钳温器发挥了热管、相变材料、热电转化的与热能相关的不同优势:1、热管导热能力远远优于金属铜的超导热;2、固-固、固-液相变材料潜热状态的大储热量和温度平台;3、热电转化部件把热能转化为非热的电能 。 钳温器是把“热管、固-固、固-液相变材料、热电转化部件”组合起来 , 形成“钳温”的系统功能 , 构造了“高温向低温传递热量”的路径 , 来实现目标物自行被制冷的功能——目标物废热被热管快速导出、废热再被导入潜热状态的相变材料中大量暂储、相变材料中暂储的废热最后被热电转化部件转化为电能处理掉” , 至此完成一个钳温过程 。 “快导出、多暂储、转化掉” , 该过程循环往复 , 直至将目标物钳温到人为设定温度 。
钳温器的瓶颈在热电转化部件 , 已经商品化的温差发电对钳温器工作环境有温差要求 , 限制了钳温器的应用场景 。 已经出现的无温差热电转化技术 , 则充分保证了钳温器的“不用电空调”或者“发电空调”功能发挥 。
第一、热电电容器可以直接把低温废热转化成电能 , 它“可以在等温条件下操作的同时执行热能-电流转换 , 而无需使用热梯度或热循环”、它“还可以在0℃至200℃的温度范围内在等温条件下操作” 。 热电电容器这样的无温差工作特点 , 和可以在不低于0℃的环境中热电转化 , 用作热电转化部件 , 就使钳温器赢得了普适性应用和不低于0℃“任性”下限的钳温幅度;
第二、室温下的石墨烯电池可以从溶液中离子的热运动中获取能量 。 研究团队创造了一个由LED组成的电路 , 通过一些电线连接到石墨烯条上 。 他们把石墨烯放在氯化铜溶液中 , 6条石墨烯串联电路就达到2V来让LED发光 。 室温下的溶液热能 , 使带着双重正电荷的铜离子以300米/秒的速度通过溶液 , 铜离子撞击石墨烯带时 , 足以把一个离域电子踢出石墨烯 , 这个电子要么离开石墨烯带与铜离子结合 , 要么穿过石墨烯带进入电路 。 石墨烯中的电子迁移率比溶液中的要高得多 , 所以电子自然会选择通过电路的路径 , 于是LED就被点亮了 。 这个装置产生的能量来自于周围的热量 , 即这种电池只靠环境热提供动力 , 在室温下就能运行20天 。
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