旅行汽车网盖世汽车讯 据外媒报道，美国宾夕法尼亚州立大学（Pennsylvania State University）的一组科学家表示，他们研发了一种火柴盒大小的设备，能够将家中、办公室中以及汽车里的废热转变成一种环保的电力来源。
（图片来源：宾夕法尼亚州立大学）
宾夕法尼亚州立大学研究副校长兼材料科学和工程系教授Shashank Priya表示：“我们能够利用周围的废热资源，如家中热水管中的热量。在正常情况下，从此类管道中释放出来的热量都消失到了大气中。现在，我们能够捕获一些废热，并将其转化为有用的电力。”
科学家们表示，热电装置能够可靠地将热量转化为电力，但是该项技术在现实环境中效率低下。他们研发的新模块实现了以前只在实验室环境中才能达到的高效率。
当此类模块被放置在热源附近时，电子会从热的一边移到冷的一边，由此产生电流。科学家表示，该装置没有活动部件，不会产生化学反应或排放，是一种很有发展前景的清洁能源。该项技术还能够替代含有氢氟烃的空调装置，因为氢氟烃是一种强效的温室气体。科学家们表示，如果给此类设备供电，它们就会变冷，并将湿气凝结成冰。
与置于热水管线附近的商用模块相比，此类模块产生的电力高出28%，功率密度（每单位热电材料所产生的功率）高162%。
美国国家可再生能源实验室的工程师兼该研究的合著者Ravi Anant Kishore表示：“此种设计独特的热电发电机所用的热电材料是商用模块的一半，因此价格更便宜、重量也更轻。此外，此类模块也可以方便地部署在人体，以捕获身体的热量，从而为可穿戴设备和植入式设备持续提供动力。”
研究人员证明了临界传热系数的存在，即在给定温差下，热电表面与热源或环境空气之间单位面积的传热系数，可用于优化利用不同热源的设备。此类设备与一排两腿并排摆放的小桌子类似，科学家们表示，改变腿的尺寸（宽高比），以及腿之间的间隙（填充率），都可以改变该设备的性能。
科学家们还发现，传热系统中有一个临界点，即一边需要更高的宽高比和较低填充率，另一边需要更高的填充率和较低的宽高比。科学家们表示，此类发现为研发模块提供具体的设计标准，以及对技术的部署将产生变革性的影响。
科学家们还研发了能够在不同温度范围内工作性能达到最佳的材料。研究人员表示，将多层模块堆叠起来，每个模块都针对不同的温度范围进行优化，有助于提高效率。此外，科学家们还利用原材料制造了模块的各个方面，并考虑到了设计中使用的所有组件，包括焊接和钎焊所用到的组件。
