Atık ısı kullanımı, büyük ölçüde sürdürülebilir enerji tedarikine katkıda bulunur. Japonya’daki Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü (KIT) ve Tōhoku Üniversitesi’nden bilim adamları, küçük sıcaklık farklılıklarında atık ısıyı elektrik enerjisine dönüştürme hedeflerine artık çok daha yaklaştılar. Rapor edildiği üzere , Joule , Heusler alaşım filmler göre termomanyetik jeneratörlerin ayak izi başına elektrik enerjisi 3.4 faktörü ile arttırılmıştır.
Çoğu teknik süreç, tüketilen enerjinin yalnızca bir kısmını kullanır. Kalan kısım, sistemden atık ısı şeklinde ayrılır . Sıklıkla bu ısı kullanılmadan ortama salınır. Bununla birlikte, ısı temini veya güç üretimi için de kullanılabilir . Atık ısının sıcaklığı ne kadar yüksekse, yeniden kullanımı o kadar kolay ve ucuzdur. Termoelektrik jeneratörler, doğrudan elektrik enerjisine dönüştürmek için düşük sıcaklıktaki atık ısıyı kullanabilir . Ancak şimdiye kadar kullanılan termoelektrik malzemeler pahalı ve hatta bazen zehirliydi. Dahası, termoelektrik jeneratörler , sadece yüzde birkaç verimliliğe ulaşmak için büyük sıcaklık farkları gerektirir.
Termomanyetik jeneratörler umut verici bir alternatifi temsil ediyor. Manyetik özellikleri yüksek derecede sıcaklığa bağlı olan alaşımlara dayalıdırlar . Alternatif mıknatıslanma, uygulanan bir bobinde bir elektrik voltajını indükler. Araştırmacılar, 19. yüzyılda zaten termomanyetik jeneratörlerin ilk kavramlarını sundular. O zamandan beri, araştırmalar çeşitli malzemeleri kapsadı. Bununla birlikte, elektrik gücü arzulanan çok şey bıraktı.
KIT’in Mikroyapı Teknolojisi Enstitüsü (IMT) ve Japonya’daki Tōhoku Üniversitesi’nden bilim adamları, termomanyetik jeneratörlerin ayak izi başına elektrik gücünü büyük ölçüde artırmayı başardılar. Profesör, “Çalışmamızın sonuçlarına dayanarak, termomanyetik jeneratörler artık yerleşik termoelektrik jeneratörlerle ilk kez rekabet ediyor. Bununla, atık ısıyı küçük sıcaklık farklılıklarında elektrik enerjisine dönüştürme hedefine çok daha fazla yaklaştık” diyor Profesör IMT Akıllı Malzemeler ve Cihazlar Grubu Başkanı Manfred Kohl. Ekibin çalışmaları, Joule’un son sayısının kapak hikayesinde anlatılıyor .
Vizyon: Oda Sıcaklığına Yakın Atık Isının Geri Kazanımı
Heusler alaşımları – manyetik intermetalik bileşikler – termomanyetik jeneratörlerde ince filmler şeklinde uygulanır ve büyük bir sıcaklığa bağlı manyetizasyon değişimi ve hızlı ısı transferi sağlar. Bu, yankılanan kendi kendini çalıştırmanın yeni konseptinin temelidir. Küçük sıcaklık farklılıklarında bile, rezonans titreşimleri cihazlarda indüklenir ve verimli bir şekilde elektrik gücüne dönüştürülebilir. Yine de, tek cihazların elektrik gücü düşüktür ve ölçek büyütme, malzeme geliştirme ve mühendisliğe bağlı olacaktır. KIT ve Tōhoku Üniversitesi araştırmacıları bir nikel-manganez-galyum alaşımı kullandılar ve alaşım film kalınlığının ve cihazın ayak izinin elektrik gücünü zıt yönlerde etkilediğini buldular. Bu bulguyu temel alarak, ayak izi başına elektrik gücünü 3 kat artırmayı başardılar. 4 alaşım filmin kalınlığını beşten 40 mikrometreye çıkararak. Termomanyetik jeneratörler, sadece üç santigrat derecelik bir sıcaklık değişiminde santimetre kare başına 50 mikrowatt’lık maksimum elektrik gücüne ulaştı. Kohl, “Bu sonuçlar, atık ısının oda sıcaklığına yakın potansiyel kullanımı için paralel bağlanan özelleştirilmiş termomanyetik jeneratörlerin geliştirilmesine giden yolu açıyor” diye açıklıyor.
”Techxplore’den alıntıdır.”