Jonson termoelektrik energiya konvertori - Johnson thermoelectric energy converter

A Jonson termoelektrik energiya konvertori yoki JTEC ning bir turi qattiq holat issiqlik mexanizmi ishlatadigan elektrokimyoviy oksidlanish va qaytarilish ga yaqinlashadigan ikki xujayrali, termik tsikldagi vodorod Ericsson tsikli.[1] U an'anaviy fotoelementlarga alternativa sifatida tekshirilmoqda. Lonni Jonson uni ixtiro qildi va da'vogarning ta'kidlashicha, eng yaxshi fotoelektrik kameralarga xos bo'lgan 30% samaradorlik bilan taqqoslaganda energiyani konvertatsiya qilish samaradorligi 60% ni tashkil qiladi; ammo, bu da'vo a bilan taqqoslashga asoslangan nazariy darajada Carnot tsikli va 600 ° S harorat gradyani qabul qiladi.[2] Dastlab bu mablag 'uchun taklif qilingan Dengiz tadqiqotlari idorasi ammo rad etildi. Jonson keyinchalik dvigatelni vodorod yonilg'i xujayrasi sifatida shakllantirish orqali mablag 'oldi. Jonson bilan hamkorlik qilmoqda PARC dvigatelni rivojlantirish bo'yicha.[3]

Ta'sir mexanizmi

JTEC vodorod gazini siqish va kengaytirish orqali issiqlikni elektr energiyasiga aylantiradi. U harakatlanadigan klassik mexanik qismlarsiz yopiq tizim sifatida ishlaydi, yoqilg'ining kiritilishini talab qilmaydi va chiqindi hosil qilmaydi. Dvigatel ikki bosqichdan iborat: Past harorat siqilish bosqichi va yuqori harorat quvvat bosqichi. Har bir bosqich mis bilan qoplangan ishchi suyuqlik kamerasidan iborat membrana elektrodlarini yig'ish (MEA) ikkiga bo'lingan. MEA - bu o'ziga xos keramika proton almashinadigan membrana (PEM), bu ikkita elektrod o'rtasida joylashgan.[4]

Yuqori haroratli quvvat bosqichida siqilish bosqichidan yuqori bosimli vodorod kengayib, issiqlik energiyasini MEA orqali elektr energiyasiga aylantiradi. Yuqori haroratli, yuqori bosimli vodorod PEM orqali majburiy ravishda olinadi ionlashgan, ishlab chiqarish protonlar va elektronlar. Protonlar membranadan o'tadi, elektrodlar esa elektronlarni yuk orqali chiqarib tashlaydi. PEM orqali o'tgandan so'ng, protonlar siqilish bosqichiga oqib tushadigan past bosimli vodorod gazini hosil qilish uchun elektronlar bilan birlashadi. Yuqori haroratli bosqich nuqtai nazaridan yuk dvigatelning tashqi yukidan va past haroratli siqilish bosqichidan iborat. Siqilish bosqichida elektr potentsiali MEA bo'ylab qo'llaniladi va protonlarni yuqori bosimli vodorodni hosil qilish uchun PEM orqali oqishiga majbur qiladi. Vodorod bosqichlar orasida harakatlanayotganda a orqali o'tadi issiqlik almashinuvchisi bu yuqori haroratli bosqichni issiq va past haroratli bosqichni salqin saqlashga yordam berish orqali samaradorlikni oshiradi.

Tashqi yuk uchun mavjud bo'lgan energiya miqdori vodorodni past haroratda siqish uchun zarur bo'lgan va uni yuqori haroratda kengaytiradigan elektr potentsialining farqidir. Boshqa issiqlik nasoslari qurilmalaridan farqli o'laroq, JTEC siqishni bosqichini boshlash va tsiklni boshlash uchun elektr energiyasining dastlabki kiritilishini talab qiladi. Elektr energiyasini harorat farqiga aylantirish uchun dvigatelni teskari yo'nalishda ham ishlatish mumkin, masalan HVAC dasturlarida. Tavsiya etilgan arizada, quyosh nurlanishi quvvat pog'onasini isitadi va siqishni pog'onasi atrof-muhit haroratiga ulanadi kuler.

Ilovalar

Dvigatelning ko'lamliligi uning ishlab chiquvchilarining potentsial dasturlari quvvatni etkazib berishdan tortib, deb da'vo qilishga olib keladi mikroelektromekanik tizimlar (MEMS) keng miqyosda ishlashga elektr stantsiyalari.

Konverter ichki yonish dvigatellarida ko'rinib turganidek, yoqilg'iga xos xususiylashtirishni talab qilmasdan yoqilg'ining turli xil shakllaridan foydalanishi mumkin va yoqilg'i yonishi, quyosh nurlanishi, past darajadagi quvvatdan energiya ishlab chiqarishi mumkin. chiqindi issiqlik sanoatdan yoki yonilg'i xujayralari, ichki yonish dvigatellari yoki turbinalar kabi boshqa energiya ishlab chiqarish tizimlaridan kelib chiqadi, chunki u tashqi yonish dvigateli.[5]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ "Jonson termoelektrik energiyasini konvertatsiya qilish tizimi (JTEC)" (maqola). Yorqin markaz. 2010-09-26. Olingan 2010-09-26.
  2. ^ Uord, Logan (2008 yil 1-yanvar). "Super Soaker ixtirochisi quyosh xarajatlarini yarimga qisqartirishni maqsad qilgan" (maqola). Mashhur mexanika. Olingan 2010-09-18.
  3. ^ Uord, Logan (2010 yil 1 oktyabr). "Quyosh uchun otish" (maqola). Atlantika. Olingan 1 oktyabr 2010.
  4. ^ Jonson, Lonni G. (2009-01-29). "Yuqori mahsuldor qattiq holatdagi dvigatel". PARC. Olingan 2010-09-18.
  5. ^ "Jonson termo-elektrokimyoviy konverter tizimi" (Kompaniya veb-sayti). Jonson elektro-mexanik tizimlari. Olingan 2010-09-18.

Tashqi havolalar