科学家提出高度可靠的火力发电机

中国科学家通过结合热声效应和摩擦电效应，提出了一种高度可靠的火力发电机。

最新的研究成果在《应用物理快报》上在线发表并被选为专题文章，由中国科学院理化技术研究所（TIPC）的罗二仓教授和于国尧教授指导。

自从过去的几十年以来，环境和能源危机一直在加剧。开发热能收集器以清除大量低质量的热能（例如废热，地热和生物质燃烧）并将其转换为机械能或电能是减少危机的一种有前途的能源战略。

但是，目前，大多数热力发电技术（例如兰金循环，内燃机和斯特林发动机）都涉及坚固的活动部件，这破坏了这些技术的可靠性，并且需要进行频繁的维护。

在这项工作中，科学家投资了一种新型的热发电机，该发电机可以将热能转换为电能。没有坚固的运动部件是这种新型发电机的吸引人的特征之一。发电机可能是高度可靠的，并且很容易实现长寿命。此外，该发电机具有理论上高的热电转换效率。

这种新型热力发电机称为热声驱动的液态金属摩擦电纳米发电机（TA-LM-TENG），它包括两个部分：热声引擎（TAHE）和液态金属摩擦电纳米发电机（LM-TENG）。

TAHE首先通过工作气体的振荡热膨胀和收缩将热能转换成声能。的LM-TENG然后将声能转换成电转换能量通过接触带电和静电感应的耦合效应。

如图所示，当加热TAHE的热热交换器时，发动机中的工作气体将开始自发振荡。工作气体的振荡运动推动液态金属柱在U形管中共振地上下流动。液态金属定期浸入Kapton材料并与之分离。因此，发生器在电极处产生交替的电势差。从TA-LM-TENG中提取电能。

在初步实验中，科学家在概念原型上获得了15V的最高开路电压幅度。