Tendenze scientifiche: I ricercatori sfruttano il calore di scarto a bassa temperatura
Il calore di scarto a bassa temperatura è un sottoprodotto di molti metodi per la produzione di energia. Nelle automobili, il calore di scarto generato in inverno viene deviato per far funzionare il sistema di riscaldamento del veicolo, ma in estate quello stesso calore di scarto viene rilasciato nell'ambiente. Le centrali elettriche a carbone, nucleari o di altro tipo hanno bisogno di temperature elevate per produrre elettricità, ma dopo aver prodotto elettricità il calore di scarto in eccesso è inviato in torri di raffreddamento per essere dissipato. Ricercatori della Penn State University negli Stati Uniti vogliono prendere questo calore di scarto e catturarlo per produrre altra energia. Il team sta utilizzando una batteria basata sull'ammoniaca rigenerata per via termica che comprende elettrodi di rame con ammoniaca aggiunta solo all'anolita, che è l'elettrolita che circonda l'anodo. Fang Zhang, un ricercatore post dottorato in ingegneria ambientale alla Penn State spiega la procedura: "La batteria funziona fino a che la reazione consuma l'ammoniaca necessaria per la complessa formazione nell'elettrolita vicino all'anodo o esaurisce gli ioni di rame nell'elettrolita vicino al catodo. Poi la reazione si ferma." Usando calore di scarto a bassa temperatura proveniente da una fonte esterna, i ricercatori distillano ammoniaca dall'effluente rimasto nell'anolita della batteria e quindi la ricaricano nella camera del catodo originale della batteria. Il flusso di ammoniaca liquida è in grado di convertire l'energia termica in energia elettrica nella batteria. Science Daily cita Bruce E. Logan, professore Kappe di ingegneria ambientale alla Penn State: "L'utilizzo del calore di scarto per la produzione di energia permetterebbe una produzione aggiuntiva di elettricità senza nessun ulteriore consumo di combustibili fossili. Le batterie rigenerate per via termica sono un modo neutrale rispetto al carbonio per immagazzinare e convertire il calore di scarto in elettricità con un costo potenzialmente inferiore rispetto a dispositivi allo stato solido." La relazione dei ricercatori, pubblicata nell'ultima edizione di Energy and Environmental Science, fa notare che "Qui noi presentiamo una batteria rigenerata per via termica altamente efficiente, economica e modulare basata sull'ammoniaca dove la corrente elettrica è prodotta dalla formazione del complesso rame ammoniaca … Se necessario, la batteria può essere scaricata in modo che l'energia chimica immagazzinata sia convertita efficacemente in energia elettrica." Engineering.com rammenta I problemi con I metodi precedenti per raccogliere il calore di scarto a bassa temperatura: "La quantità di energia prodotta, ad esempio, in un sistema che usa acqua salata o meno salata per generare elettricità, era troppo piccola in rapporto alla quantità di acqua utilizzata. Il sistema della batteria rigenerativa per via termica con ammoniaca è in grado di convertire circa il 29 percento dell'energia chimica nella batteria in elettricità e può essere migliorata di molto con una futura ottimizzazione." Secondo Penn State News, I ricercatori hanno prodotto una densità energetica di circa 60 watt per metro quadrato su cicli multipli, che è da sei a 10 volte più alta della densità energetica prodotta da altri sistemi di conversione dell'energia da termica a elettrica basati su liquidi. I ricercatori avvertono che l'attuale batteria rigenerativa per via termica con ammoniaca non è ottimizzata, quindi lavorandoci su si potrebbe sia produrre più energia che ridurre il costo del funzionamento delle batterie. Penn State News conclude: "I ricercatori sono stati in grado di aumentare la densità energetica aumentando il numero di batterie, in modo che questo metodo sia modulabile in qualcosa che possa essere attraente dal punto di vista commerciale." Per maggiori informazioni, visitare: http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/ee/c4ee02824d#!divAbstract(si apre in una nuova finestra)
Paesi
Stati Uniti