Flexibel apparaat zet restwarmte om in bruikbare elektriciteit

Een nieuwe flexibele thermo-elektrische generator kan om leidingen en andere hete oppervlakken worden gewikkeld en restwarmte efficiënter omzetten in elektriciteit dan voorheen mogelijk was. Dat zeggen de uitvinders, wetenschappers van Penn State en het National Renewable Energy Laboratory (VS).

Thermo-elektrische apparaten bestaan ​​uit kleine koppels, die elk op een tafel met twee poten lijken. Normaal gesproken worden meerdere van deze tweebenige stellen met elkaar verbondentot een plat, vierkant apparaat.

Bij het maken van het nieuwe apparaat plaatsten wetenschappers zes koppels langs een dunne strook. Vervolgens gebruikten ze flexibele metaalfolie om 12 van de strips aan elkaar te verbinden, waardoor een apparaat met 72 paren ontstond. Vloeibaar metaal werd gebruikt tussen de lagen van elke strip om de prestaties van het apparaat te verbeteren.

De openingen tussen de strips bieden de flexibiliteit om rond vormen als buizen te passen. De openingen zorgen ook voor flexibiliteit bij het wijzigen van de vulfactor, of de verhouding tussen het gebied van thermo-elektrisch materiaal en het gebied van het apparaat, dat kan worden gebruikt om thermo-elektrische apparaten voor verschillende warmtebronnen te optimaliseren.  

Bij tests die werden uitgevoerd op een rookkanaal, vertoonde het nieuwe apparaat een 150% hogere vermogensdichtheid dan andere ultramoderne eenheden, meldden de wetenschappers. Een opgeschaalde versie, iets meer dan 3 inch in het kwadraat, behield een voordeel van 115% vermogensdichtheid. Die versie vertoonde een totaal vermogen van 56,6 watt wanneer hij op het hete oppervlak werd geplaatst. 

 Het 72-paren apparaat vertoonde het hoogste gerapporteerde uitgangsvermogen en de vermogensdichtheid van een enkele thermo-elektrische generator.

"Als je deze apparaten opschaalt, verlies je vaak de vermogensdichtheid, waardoor het een uitdaging wordt om grootschalige thermo-elektrische generatoren te fabriceren", zegt universitair hoofddocent Bed Poudel. "Dit illustreert de buitengewone prestaties van ons 72-paren-apparaat."