北京
标准实验室模型严重夸大了液体热原电池的实际性能。
科学家们已经找到了一种方法，可以制造出一种廉价的、水基的装置，更高效地将低品位废热（如来自数据中心、工厂墙壁或阳光加热表面的热量）直接转化为电能。
到目前为止，一直存在一个巨大的问题。标准实验室模型严重夸大了液体热原电池的实际性能。这些简单的装置可以将低品位废热转化为电能。
台湾大学的研究人员建立了一个系统，同时测量热通量和功率输出。这揭示出理论计算将真实效率高估了高达2700%。
现有模型不准确
传统发电方式利用高温蒸汽驱动涡轮机，导致大量低温废热未被捕获。这种温和的热量不断从数据中心、工业运营、建筑物以及被阳光加热的日常表面散逸到环境中。尽管单个温差很小，但庞大的总量和广泛的可得性使这种能量成为可持续发电中尚未开发的资源。
热原电池提供了一种简单、可持续的发电方式，使用丰富的材料和水基电解质，且没有运动部件。然而，水的流体性质会引起内部对流，使热量从热电极迅速传递到冷电极，而不产生额外的电力。
此前的研究使用假设介质静止的固态模型来计算效率，完全忽略了这种由流体驱动的热损失。因此，传统估算产生了虚高的效率值，未能反映装置在实际运行条件下的真实行为。
台湾团队开发了一种新技术，用于测量热电池在实际运行过程中的电功率和总热通量。
当该团队搭建了一套装置，在直接量化实时热通量的同时测量电力输出时，理论上的幻象崩塌了。此前被认为能提升功率的设计选择，例如加宽电极之间的间距，在实际运行条件下实际上反而降低了性能。
然后是解决办法。它不需要昂贵的稀土金属、复杂的膜或奇异的化学物质。研究人员只是倾斜了电池。
简单的倾斜修正
研究人员发现，使电池相对于重力方向倾斜可以提升性能。倾斜系统部分地将热传递与电荷传递解耦。仅仅这一空间调整，就将直接测得的卡诺相对效率从微弱的0.02%飙升至0.25%。
“通过同时测量实际功率和总热流，我们获得了简单的数字，揭示了运行过程中实际发生的事情。我们发现，一些表面上看来不错的设计选择在现实评估中根本不好，而仅仅改变相对于重力的方向就带来了重大改进，”台湾大学化学工程系的Leigh Aldous说。
该团队目前正在将这种方法应用于安装在墙板或门上的装置，以收集环境温差。精确控制电池内部方向仍然是清洁高效地为小型电子设备供电的关键。
“我们相信，我们的实验室能够测量可靠的、整个装置的性能，将为这项技术指明一条更清晰的商业化应用之路，”通讯作者补充道。
这项研究指向了一个未来：自供电传感器、墙板和智能窗户从日常表面收集环境热量。
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