热转化为有用能的新途径

  • 小编 发布于 2019-12-13 13:28:55
  • 栏目:科技
  • 来源:骋寰游目
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“由于这一发现,我们应该能够从热能中制造出比今天更多的电能,”研究合著者、俄亥俄州立大学机械和航空航天工程教授、俄亥俄州纳米技术著名学者约瑟夫·赫里曼斯说。到目前为止,没有人认为这是可能的。”

热转化为有用能的新途径

这项发现是基于一种叫做顺磁性子的微小粒子,这种粒子虽然不完全是磁铁,但带有一定的磁通量。这一点很重要,因为磁铁在加热时会失去磁力,变成所谓的顺磁性。磁通量——科学家称之为“自旋”——产生了一种称为磁振子拖曳热电的能量,在这项发现之前,这种能量在室温下是不能用来收集能量的。

“传统的看法是,如果你有一个副星系核,你加热它,什么都不会发生,”赫里曼说。我们发现这不是真的。我们发现了一种设计热电半导体的新方法——将热转化为电的材料。过去20年左右我们使用的传统热电技术效率太低,给我们的能量也太少,所以它们并没有得到广泛的应用。这改变了这种理解。”

磁铁是从热量中收集能量的关键部分:当磁铁的一侧被加热时,另一侧(冷侧)会产生更多的磁场,产生自旋,从而推动磁铁中的电子并产生电能。

然而,自相矛盾的是,当磁铁被加热时,它们失去了大部分的磁性,变成了副磁铁——赫里曼称之为“几乎但不完全是磁铁”。这意味着,在这一发现之前,没有人想到用顺磁性来获取热量,因为科学家认为顺磁性不能收集能量。

不过,研究小组发现,顺磁子推动电子的时间仅为百万分之一秒的十亿分之一——足够长,使顺磁子成为可行的能量采集器。

这个研究小组开始测试,看他们是否能在正确的情况下,产生必要的旋转。

赫里曼说,他们发现的是,顺磁性实际上产生了推动电子的自旋。

他说,这样可以收集能量。

俄亥俄州研究生郑远华也是这部作品的作者。这项研究是与美国能源部橡树岭国家实验室的其他研究人员合作进行的,并得到了国家科学基金会、空军科研办公室和美国能源部的支持。

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