新技术直接将地热能转化为电池能量

2019年7月24日下午4:31 • 科技 • 阅读 2319

相较于太阳能与离岸风电，地热是较为冷门的可再生能源系统，这可能是因为开发难度跟成本较高的原因，而现在日本科学家让地热更加亲民了，他们研发出「地热电池」，可直接将热能转换成电力，不再需要经过蒸气来发电。

地热发电跟蒸汽发电原理类似，首先通过钻井技术将地下高温泉水及高压蒸汽取至地表，推动涡轮机发电后，泉水再回灌地下重新加热，终而复始，虽然说地热稳定，可以当作基载电力，也不需要燃料与锅炉，运转成本较低，但是前期的探勘、钻井成本非常昂贵，也需要超过180°C 的工作环境，开发难度高。

不过未来开发地热有另一种选择了，日本东京工业大学与三樱工业携手合作，带来更直接、快速的方法，他们设计出能够在100°C 以下发电的敏化热电池（sensitized thermal cells， STC），而且是直接转换成电力，不需要通过热水、高压水蒸气等中间载体。

其中STC 是由阴阳两极、电子传输层、锗半导体与负责传递铜离子的固态电解质组成的多层电池，只要将电池埋入地底，受热后就能将锗半导体中的电子激发至激发态，然后再转移到电子传输层。之后会电子再经由电极与外部电路转移至相对电极，并在电解质产生氧化还原反应发电，最后将低能电子（low-energy electrons）带回锗半导体中后，就能开启下一回合。