MIT ஸ்பின்அவுட் 4,350 டிகிரி பாரன்ஹீட்டில் கட்டை ஆற்றலை வெப்பமாக சேமிக்கிறது

உலகில் மிகவும் வெப்பமான பேட்டரி

Fourth Power, MIT லிருந்து பிரிந்து வந்த ஒரு தொடக்க நிறுவனம், தோராயமாக 4,350 டிகிரி பாரன்ஹீட்டுக்கு உயர்த்தப்பட்ட பெரிய கார்பன் பிளாக்குகளில் மின்சாரத்தை வெப்பமாக சேமிக்கும் வணிக வெப்ப பேட்டரியை உருவாக்க தயாரித்துக்கொண்டுள்ளது. MIT heat transfer பேராசிரியர் Asegun Henry கண்டுபிடித்த இந்த தொழில்நுட்பம், கட்டை-அளவு ஆற்றல் சேமிப்புக்கு ஒரு அடிப்படையாக வேறுபட்ட முறுகுமையைக் குறிக்கிறது, இது நீண்ட கால பயன்பாடுகளுக்கு lithium-ion பேட்டரிகளுக்கு விட கணிசமான செலவு மற்றும் கால சலுகைகளை வழங்கக்கூடும்.

நிறுவனத்தின் பெயர் Stefan-Boltzmann சட்டம் வருகிறது: இந்த கடுமையான வெப்ப நிலைகளில், வெப்பம் இரட்டிப்பாக ஒளி வெளியீட்டை 16 க்கு ஒரு பங்கு மூலம் அதிகரிக்கிறது — நான்காவது சக்திக்கு — வெப்பத்தை thermophotovoltaic செல்களுக்கு மூலம் மின்சாரத்திற்கு மாற்றும் திறன்பாட்டை வியத்தகு முறையில் உন்னத செய்கிறது.

வெப்ப ஆற்றல் சேமிப்பு எவ்வாறு செயல்படுகிறது

கணினி கருத்துரு நிலையில் எளிய ஆனால் தொழில்நுட்பரீதியாக சோதனை கொள்கையில் செயல்படுகிறது. அதிரேக மின்சாரம் கிடைக்கும் போது — நாளின் மா஝ சூரிய பாய்களிலிருந்து, அல்லது சச்சரவு நேரத்தின் போது காற்று விசையாழ்களிலிருந்து — இது மின் தடுப்பை பயன்படுத்தி கார்பன் பிளாக்குகளை வெப்பப்படுத்துகிறது. கார்பன் ஒரு ஆதரணிய உறைக்குள் பராமரிக்கப்படுகிறது, இதில் இது ஒரு நாளுக்கு ஒரு சதவீதம் நஷ்டங்களுடன் வெப்ப ஆற்றலை தக்கவைக்கிறது.

மின்சாரம் தேவைப்படும் போது, வெப்பமான கார்பன் பிளாக்குகள் தীவிர வெப்ப கதிர்வீச்சை வெளிபடுத்துகின்றன. இந்த கதிர்வீச்சு thermophotovoltaic செல்களால் பிடிக்கப்படுகிறது — வெப்ப கதிர்வீச்சை மின்சாரமாக மாற்றும் சிறப்பு semiconductors, சூரிய பாய்களைப் போல தவிர வெப்ப ஆற்றல் பூர்வ செயல். TPV செல்கள் 40 சதவீதத்திற்கு மேல் திறன்பாட்டுடன் கதிர்வீச்சை மின்சாரமாக மாற்றுகின்றன, இது Henry இன் குழு ஆய்வக மையற்றுக்கு நிரூபிக்கப்பட்ட ஒரு பதிவு. கார்பன் பிளாக்குகள் மற்றும் TPV செல்களுக்கு இடையிலான வெப்ப மாற்றம் உருகிய தகரப் பம்புகளின் ஒரு அமைப்பினால் நிர்வகிக்கப்படுகிறது — இது Henry க்கு 2017 இல் மிகவும் வெப்பமான திரவ பம்புக்கு Guinness World Record அளித்த ஒரு ஆবிஷ்கார.

கார்பன் பிளாக்குகளை உலோகத்திற்குப் பதிலாக ஏன் பயன்படுத்துகிறார்கள்

Graphite carbon ஐ சேமிப்பு தருணமாக தேர்ந்தெடுப்பது கணினியின் பொருளாதாரத்திற்கு கீழ்ப்பகுதியாகும். அதிகாংச வெப்ப சேமிப்பு கொள்கைகள் இரும்பு அல்லது அலுமினியம் போன்ற உலோகங்களை பயன்படுத்துகின்றன, இவை அதிக திறன் மாற்ற தேவைப்பட்ட வெப்பநிலைகளில் விலைஉயர்ந்து மற்றும் கட்டமைப்பிற சோதனைக்கு மாறுகின்றன. Graphite தீவிர வெப்பத்தை சகித்துக்கொள்ள முடியும் உருகுவது அல்லது அழிந்து போகாமல், உருகிய தகரப் வெப்ப மாற்றி திரவத்திற்கு கற்பனை செய்யாமல், மற்றும் நிறைய மற்றும் தொடர்புடைய சொல்லலான raw material ஆக.

இந்த பொருள் சலுகை Fourth Power க்கு அளவினுடன் lithium-ion இன் கீழான கணிசமான சேமிப்பு செலவுகளை திசை செய்ய அனுமதிக்கிறது. நிறுவனம் வணிக கறவை அளவினুடன், அதன் தொழில்நுட்பம் lithium-ion செலவிற்கு ஒரு பெரிய பகுதி நீண்ட கால சேமிப்பை வழங்கக்கூடும் என்று மதிப்பிடுகிறது — பயன்பாடு மற்றும் கட்டை அளவு கொள்களைக் கண்டறிதலுக்கு கீழ்ப்பகுதி, இங்கு கால வட்ட பயணத் திறன்பாட்டு போல தன்மை முக்கியமாக உள்ளது.

நீண்ட கால சேமிப்பு இடைவெளி

Lithium-ion பேட்டரிகள் குறுகிய கால கட்டை சேமிப்பை மாற்றியிருக்கின்றன — renewable மாறுபாட்டை சம செய்ய மணிநேரம் இரண்டு முதல் நான்கு மணிநேரம் சேமிக்க வேண்டிய கணினிகள். ஆனால் கட்டை பெரிதும் சூரிய மற்றும் wind சக்திக்கு நம்பிக்கை கொண்டுள்ளதால், குறைந்த குணாதிசய பல-நாள் கால கட்டம் சேமிப்பு கேள வாய்ப்பு வளர்ந்து கொண்டுள்ளது. Fourth Power கணினி இந்த இடைவெளிக்கு குறிப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட உள்ளது: ஒரு அடிப்படை கட்ட 10 மணிநேரம் சேமிப்பு வழங்குகிறது, மற்றும் அதிக சேமிப்பு தூளிகளைச் சேர்ப்பது கால்ட் நீட்டம் செய்கிறது. ஒரு முழு-அளவு நிறுவல் 25 megawatts சக்தி மற்றும் 250 megawatt-hours சேமிப்பை வழங்கும்.

நிறுவனம் 2026 இற்கு ஆன் ஒரு one-megawatt-hour பாய்ல் கணினி நடத்த திட்டமிட்டிருக்கிறது, சரியான வணிज्य கறவைகளை பின் செய்ய தொழில்நுட்பம் அளவினுடன் பூர্த்தி மாற்றப்பாட்டாக. நேரடி அனுरण்ப செலவுக்கம் மற்றும் செயல்பாட்டை உறுதிப்படுத்தினால், இந்த வெப்பநிலைகளில் வெப்ப ஆற்றல் சேமிப்பு, renewable சக்திக்கு ऋתु மற்றும் கேள நிலைக்கு நம்பிக்கையுள்ள செய்ய கட்டமைப்பின் ஒரு கூறு விரும்ப முடியும் — intermittency சம நீண்ட தேடப்பட్்ट தீர்வு, இது சுத்த சக्தி மாற்றுமின் ஒரு முக்கியமான சவாலு உள்ளது.

இந்த கதனம் Interesting Engineering இன் reporting வகை உள்ளது. அசல் கதனம் கடை.