當前，安裝和使用風能、太陽能、水力和熱能不再過於昂貴。然而，挑戰在於創造新的節能設備，以適應更小和複雜的功率設計。
鎳基電極和水電解質產生了比標準熱電池更高的輸出。（圖片來源：NUST MISIS）
俄羅斯國立科學技術研究院是一個科學和教育機構，專注於環境工程、自動控制系統和納米技術的研究。NUST-MISIS的一個研究小組開發了一種新型的高能效裝置，被稱為熱電池，它可以將熱量轉化為可用電力。這種新的可攜式電池可以應用於幾乎任何表面，包括衣服，能直接從身體表面發電。
熱-電化學電池的應用
將熱能轉換成電能的現代熱-電化學電池（熱電池）已經在實踐中作為開發的標準和基礎。隨之而來的一個問題是，熱電池的輸出功率很低，而且電極材料相當昂貴。來自NUST-MISIS的科學家通過開發一種由金屬氧化物電極和水電解質組成的新型熱電池，找到了解決這個問題的潛在方法。
他們能夠讓這種熱電池收集低溫熱，隨著材料中的電流增加部件的內阻同時會降低。由於電池使用水，他們能使電池輸出功率較傳統熱-電化學電池增加10-20倍。研究人員報告說，具有成本效益的鎳基熱電池是商業化生產的可行方案。
NUST-MISIS為提高傳統可再生能源裝置的輸出功率提供了一個潛在的解決方案。（圖片來源：NUST MISIS）
NUST-MISIS的首席科學家Igor Burmistrov討論了這項研究的結果，「我們已經展示了在熱電池中使用基於微型空心鎳球的氧化鎳電極的可能性。水電解質的理論塞貝克係數已創了記錄。此外，我們還發現了電流-電壓特性的非線性變化，這在熱電池中並不常見，但這確保了器件效率的提高。」
從熱量到電能
由於熱電池只需要較低的熱量水平，甚至可以利用人體的熱量作為能源。大多數熱電池最多只能產生幾毫伏的電壓，本實驗中的水基熱電池在85°C時產生0.2V的電壓。如果這種裝置能夠像電容器一樣長時間保持充電，它將是可再生能源項目工程師的一個很有前途的選擇。
這項研究在提供一種低成本、節能的電力設備充電方法方面向前邁進了一大步。目前看來，所提出的熱電池應用於為手機、電動汽車和超級充電電池等日常設備充電還為時過早，仍需進行研究。NUST-MISIS的科學家打算通過優化電極材料的組成和改進熱電池的設計來提高輸出功率。