說(shuō)到清潔可再生能源，人們第一時(shí)間想到的多是太陽(yáng)能、風(fēng)能和潮汐能之類(lèi)。相比之下，地熱能是一個(gè)比較冷門(mén)的存在。即便如此，還是有許多研究團隊在深入這方面的研究，比如本文要為大家介紹的新型地熱能電池。從字面意義可知，地球本身就是一個(gè)“溫暖”的球體。在澳大利亞、美國等諸多地區，都潛藏著(zhù)豐富的地熱能源。
（圖自：Tokyo Tech，via New Atlas）
東京工業(yè)大學(xué)和Sanoh Industrial的研究人員，剛剛開(kāi)發(fā)出了一種新型電池，特點(diǎn)是能夠直接將熱能轉化為電能。
據悉，大多數地熱系統使用著(zhù)地表下方幾公里處的熱巖加熱水。通常自然泵送到地面(或者人工抽送)，并在利用后泵回。遺憾的是，舊式系統需要超過(guò)180℃(365℉)的高溫才能運作，且難以實(shí)現擴展。相比之下，日本研究團隊使用了更加直接的方法。
他們設計了基于熱敏電池(STC)的新方案，能夠在低于100℃的溫度下發(fā)電，且無(wú)需水或水蒸氣這樣的中間載體。STC是由夾在兩個(gè)電極之間的三層材料所構成的電池，包含了一個(gè)電子傳輸層(ETM)、一個(gè)半導體鍺層、以及一個(gè)傳輸銅離子的固體電解質(zhì)層。將這種特殊設計的電池埋入熱地環(huán)境后，熱量可激發(fā)半導體中的電子，使之轉移到ETM。然后通過(guò)電極的外部電路傳遞，最終經(jīng)由另一電極進(jìn)入電解質(zhì)——在那里發(fā)生氧化還原反應、將低能電子帶回半導體、并開(kāi)啟新的循環(huán)。
（圖自：Journal of Materials Chemistry A）
最初團隊不確定STC設備能夠將這種循環(huán)維持多長(cháng)時(shí)間，是否能夠持續地運行下去。但在測試過(guò)程中，他們找到了答案。氧化還原反應的最后，會(huì )導致循環(huán)的干涸，因為不同類(lèi)型的銅離子，終將在不同的地方停工。有趣的是，團隊驚訝地發(fā)現——只需將STC裝置埋在熱源中，即可解決這一問(wèn)題。然后便是打開(kāi)外部電路一段時(shí)間后，才能給它充電。
團隊表示，此舉有望實(shí)現STC裝置的“半永久性”供電。首席研究員Sachiko Matsushita稱(chēng)：借助這樣的設計，原先低利用率的地熱能，也可成為一種很有希望的可再生能源。你無(wú)需擔心輻射，不耗費昂貴的石油，也無(wú)需依賴(lài)不穩定的太陽(yáng)能或風(fēng)能。
之后，研究團隊將對其進(jìn)一步改進(jìn)，以盡快地投入實(shí)際使用。有關(guān)這項研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《材料化學(xué)A》期刊上。
