新型热光伏电池发电效率可达40%,未来零碳电网有望实现
来自麻省理工学院和美国国家可再生能源实验室(NREL)的研究团队近日成功开发出一种新型热光伏(TPV)电池,能够比传统蒸汽涡轮机更有效地将热量转化为电能。研究人员计划将这种热光伏电池整合到电网规模的热电池中,或将影响未来的发电站和电网储能。
该研究成果发表在著名科学期刊《自然》(Nature)杂志上。
热光伏(TPV)类似于太阳能电池板,主要通过光伏效应将红外波长的光转换为电能,并且可以实现能量存储和转换。该系统将从太阳能等可再生能源中吸收多余的能量,并将这些能量储存在高度绝缘的热石墨库中。当需要能量时(例如阴天时),热光伏电池会将热量转化为电能,并将能量分配给电网。
目前,全球的电力大多来自燃烧煤炭或天然气、核裂变和聚光太阳能等热源,再通过蒸汽涡轮机将热能转化为电能。该技术已应用了一个多世纪,具有优势的同时也存在局限性。平均而言,蒸汽涡轮机仅能将热源的35%转化为电能,迄今能达到的最高效率水平也只有60%。此外,蒸汽涡轮机的主要活动部件必须在一定温度阈值下运行。