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        工程師開發(fā)芯片 將浪費(fèi)的熱量轉(zhuǎn)化為可用的能量
        
			
        
				2019-07-15 08:45:55
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        據(jù)估計，每年美國消耗的能源中有三分之二被浪費(fèi)為熱量。以汽車發(fā)動機(jī)，筆記本電腦，手機(jī)，甚至冰箱為例，這些都會因過度使用而升溫。
        

        想象一下，如果你能捕獲它們產(chǎn)生的熱量并將其轉(zhuǎn)化為更多的能量。
        

        工程師開發(fā)芯片 將浪費(fèi)的熱量轉(zhuǎn)化為可用的能量
        

        猶他大學(xué)機(jī)械工程副教授Mathieu Francoeur發(fā)現(xiàn)了一種通過創(chuàng)造硅芯片(也稱為“裝置”)從熱量產(chǎn)生更多電力的方法，該芯片將更多的熱輻射轉(zhuǎn)換成電能。他的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在最新一期Nature Nanotechnology上的論文“近場輻射傳熱裝置”中。
        

        研究人員之前已經(jīng)確定，對于熱輻射(熱量)可以產(chǎn)生多少能量存在理論上的“黑體限制”。但是，F(xiàn)rancoeur和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)證明，如果他們創(chuàng)造了一種設(shè)備，他們可以超越黑體極限并產(chǎn)生更多能量它使用兩個非常靠近的硅表面。該團(tuán)隊(duì)生產(chǎn)了一個5mm×5mm的芯片(大約相當(dāng)于橡皮頭的尺寸)，兩個硅晶片之間的納米間隙僅為100納米厚，或者是人類頭發(fā)厚度的千分之一。當(dāng)芯片處于真空狀態(tài)時，它們加熱一個表面并冷卻另一個表面，這產(chǎn)生了可以發(fā)電的熱通量。以這種方式創(chuàng)造能量的概念并不是唯一的，但是Francoeur和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種方法，可以將兩個硅表面以微觀尺度均勻地靠近在一起，而不會相互接觸。它們彼此越接近，它們產(chǎn)生的電量就越多。
        

        “沒有人可以發(fā)出比黑體限制更多的輻射，”他說。“但是當(dāng)我們進(jìn)入納米尺度時，你可以。”
        

        在未來，F(xiàn)rancoeur設(shè)想這種技術(shù)不僅可以用于冷卻便攜式設(shè)備，如筆記本電腦和智能手機(jī)，還可以將熱量傳遞到更長的電池壽命，可能多達(dá)50%。例如，一臺6小時充電的筆記本電腦可能會增加到9小時。
        

        這些芯片可用于通過增加太陽熱量或汽車中的電量來提高太陽能電池板的效率，以從發(fā)動機(jī)獲取熱量來幫助為電氣系統(tǒng)供電。它們還可以設(shè)計成適合植入式醫(yī)療設(shè)備，例如不需要可更換電池的起搏器。
        

        另一個好處是，這種技術(shù)可以通過保持冷卻和減少磨損來幫助改善計算機(jī)處理器的壽命，并且它將節(jié)省更多的能量，否則用于風(fēng)扇以冷卻處理器。Francoeur認(rèn)為，這也有助于改善環(huán)境。
        

        “你把熱量作為電力回到系統(tǒng)中，”他說。“現(xiàn)在，我們只是將它傾倒在大氣中。例如，它正在加熱你的房間，然后你用你的AC為你的房間降溫，這浪費(fèi)了更多的能量。”
        
			

			
          
        
			
        
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