這種熱收集器裝置見過嗎?能吸收桌上發熱物品熱量轉化電能為手機充電

2020-12-05 北晚新視覺網

接連幾天高溫,暑熱難捱,聽說氣溫雖還沒有突破歷史極值,但已明顯高於常年同期的平均氣溫了。烈日之下,灼熱撲面,熱浪讓人無處躲藏。熱暈之前不禁胡思亂想:這麼多的熱量,要是能用在別處該有多好!咦,還別說,突然發現真有人想出了不少好主意,把各種熱都加以利用。

作者:盧文

資料圖:劉平攝

看著當空的烈日,利用太陽能早已經不是什麼新鮮事兒了。除了太陽能,那些烈日灼烤之下的物體所集聚的熱量,比如我們自己身上的熱量,難道就不能好好利用一下嗎?韓國科學技術院的一幫科學家突發奇想,打算利用烈日灼烤下迅速升高的人體體熱來產生電能,這樣既能用來為手機充電,還能為人體降溫,減輕人們在烈日下的不適感。

這些科學家研製出了一種輕薄而又柔韌的玻璃纖維織物。在這種質感和紡織品相類似的玻璃纖維織物中,用絲網印刷技術在玻璃織物中加入了熱電轉換薄膜,這樣這種織物就可以收集人體熱量並即刻將其轉化成電能了。與以前通常使用的陶瓷體熱電轉化材料相比,這種新材料不僅熱電轉換效率提高了14倍,基於玻璃纖維上製作的新材料,由於質地薄,重量輕,柔韌性好,質感與普通紡織品接近,還可以製作成貼身衣物,直接穿在身上吸收人體的熱能進行熱電轉換。

這些科學家測算過,10釐米見方的這種玻璃纖維織物貼在人體上時,當外部的溫度大約是20攝氏度,這片熱電轉化織物就可以產生40毫瓦以上的電流, 這樣的電流足以操作大多數半導體器件。如果用這種玻璃纖維織物製成一件T恤衫貼在人體上穿戴,則收集的人體熱量可以產生約2瓦的電流,這樣的電流已經可以為手機進行充電了。如果是在盛夏,人體集聚的熱量更多,產生的電量也將更加充足。

經常用電腦的都知道,電腦在使用時會散發出很多的熱量,有些安裝有相關測試軟體的電腦使用時間長了就會發出溫度報警。一臺電腦尚且如此,那些放置有成千上萬臺電腦伺服器的數據中心所產生的熱量就可想而知了,這也是大型數據中心要配備很好的冷卻降溫系統的原因。不過,荷蘭一家公司卻想了個更新奇的法子,不但不用給這些電腦伺服器配備冷卻系統,反而還利用了這些電腦伺服器產生的熱量為居民住宅提供暖氣和熱水服務。

為了不讓電腦伺服器產生的熱量白白浪費掉,荷蘭的這家公司將數據中心裡成千上萬臺電腦伺服器分散放置到居民家中,同時為這些住宅配置了熱能轉化設備,利用這些電腦伺服器產生的熱量成為獨立壁掛供暖器的熱源,同時也成為家用熱水的熱源。

經過初期測試,這些安裝在居民住宅中的電腦伺服器所產生的熱量,大約需要一個小時就能使居民家中的室溫達到供暖標準,但能加熱的空間則要取決於房間中安置的電腦伺服器的數量。如果用這些伺服器產生的熱量提供家庭熱水,則是富富有餘。由此,使用這套電腦伺服器熱量轉換系統不僅能為這些家庭節省可觀的能源費用,以前數據中心所必需的冷卻散熱成本這下也省了。按照這家公司的統計,每個這樣的裝置每年節省的供熱、熱水以及數據中心冷卻的能耗, 相當於減少三噸的碳排放。

不光人體是熱源可以進行熱電轉換來發電,家裡的熱源其實多得是,不信看看你的桌子,放在上面的咖啡壺、開水杯,甚至是你正在用的筆記本電腦,這些都是熱源,都可以用來發電。設計師謝爾蓋·庫瑪丹科夫和威漢伽·戈爾就在設計一種利用桌子上的這些熱源發電的熱收集裝置。這種熱收集器裝置可以吸收放在桌子上的熱飲、發熱的筆記本電腦和其他溫熱設備的熱量,並將其轉化為電能,為手機等智能設備進行無線充電。

這種新穎的熱收集裝置被安置在桌子等家具中,利用桌面和咖啡壺、熱水杯、筆記本電腦等發熱器具表面之間的溫度差,採用熱電電路將熱量轉換成電流。據說宜家已經在利用這種創意設計製作可以進行熱電轉換的家具——應用這一創意設計製作的書桌,可以收集放在桌面上的咖啡壺、熱水杯和使用中的電腦產生的熱量來進行熱電轉換,發出的電能通過桌面上的無線充電器可以為手機等數碼設備充電;應用這一創意設計製作的餐桌,則可以收集擺在桌上的杯盤、湯鍋等熱源產生的熱量來發電;如果把這一創意設計放在電視柜上,那放在裡面的有線電視機頂盒、遊戲機等都可以成為發電的熱源了,要知道這些設備使用起來散發的熱量可是不小啊!

夏天開車,車裡由於陽光直射產生的熱量大家都有體會,其實除了太陽照射,汽車行駛過程中自身也會產生很多的熱量,比如發動機產生大量的熱要靠冷卻液來散熱;剎車盤也會產生大量的熱,所以打孔的剎車盤散熱才更好。也許你沒注意過,實際上輪胎在行駛過程中也會產生大量的熱能。固特異現在就在研發一種全新的輪胎,能將輪胎行駛中產生的熱能轉化為電能,然後再利用這些電能為電動汽車提供動力。

這種新型輪胎採用熱壓電材料構成,能將行駛過程中輪胎與地面產生的熱能集聚起來,轉變為電能儲存在充電電池中,為行駛中電動汽車供電。另外,這種輪胎還採用了能吸光吸熱能力更強的超黑紋理,當車停著不動時,這種輪胎還能將陽光直射而升高的溫度進行熱電轉換,提供額外的電力供給。

不光是輪胎產生的熱可以轉換成電,汽車行駛時不斷上下運動的懸架也在不停地產生大量的熱,這種不斷的上下運動能使溫度上升到100攝氏度以上,奧迪現在在研發一種安裝在車輛懸架上的熱電轉換裝置,就能將這些熱能轉換為電能。

(原標題:這麼熱別浪費)

來源:北京晚報

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