为我们的生活提供动力的能源系统也会产生废热，比如建筑物的热水管道和车辆的排气管散发出的热。宾夕法尼亚州立大学和国家可再生能源实验室的科学家称，一种新的柔性热电发生器可以缠绕在管道和其他热表面上，比以前更有效地将废热转化为电能。
宾夕法尼亚州立大学负责研究的副校长兼材料科学与工程教授Shashank Priya说:“我们消耗的能量产生的大量热量基本上被丢弃了，通常都被分散到大气中。”“我们还没有具有成本效益的方法，以保形形状捕获和转换热为可用的能量。这项研究打开了这扇门。”
宾州州立大学的研究人员一直致力于改善热电发电机的性能，热电发电机是一种可以将温差转化为电能的装置。科学家们说，当这些设备被放置在热源附近时，从热侧移动到冷侧的电子就会产生电流。
在之前的工作中，该团队创造了在高温应用中比商用设备更高效的刚性设备。科学家们说，现在这个团队已经开发出了一种新的制造工艺，来生产能够提供更高功率输出和效率的柔性设备。
宾夕法尼亚州立大学助理研究教授李文杰说:“这些结果为将热电技术广泛应用于废热回收应用提供了一条有前途的途径。”“这可能会对实际热发电机组的发展产生重大影响。”
科学家们说，柔性装置能更好地适应最吸引人的余热源，比如工业和住宅建筑以及车辆上的管道。而且它们不需要像传统的刚性设备那样粘在表面上，那样会进一步降低效率。
科学家们在《应用材料与界面》杂志上报道说，在一个烟道上进行的测试中，新设备的功率密度比其他最先进的设备高150%。放大后的版本，略大于3英寸的平方，保持了115%的功率密度优势。科学家们说，当它被放置在高温表面时，它的总功率输出为56.6瓦。
Priya说:“想想一个工业发电厂，它的管道长达数百英尺。”“如果你能把这些设备包裹在这么大的区域，你就能从通常被扔掉的废热中产生数千瓦的能量。你可以把废弃的热量转化成有用的东西。”
热电装置由一对小情侣组成，每一对都像一张有两条腿的桌子。许多这样的两条腿连接在一起，通常形成一个扁平的方形装置。
在发明这个新设备的过程中，科学家们让六对夫妇沿着一条细条放置。然后，他们用柔性金属箔将12条金属条连接在一起，创造出一种有72对金属条的设备。这名科学家说，在每一条带的层之间都使用了液态金属，以提高设备的性能。
宾夕法尼亚州立大学的研究副教授Bed Poudel说:“当你放大这些设备时，你经常会失去功率密度，这使得制造大规模的热电发生器具有挑战性。”“这说明了我们的72对设备的非凡性能。”
科学家们说，从单个热电发电机来看，72偶联装置显示出最高的输出功率和设备功率密度。
条状材料之间的间隙提供了适应管道形状的灵活性。科学家们说，这些间隙还允许灵活地改变填充系数，即热电材料面积与器件面积之间的比例，这可以用来优化针对不同热源的热电装置。
参与该项目的其他宾夕法尼亚州立大学研究人员包括助理研究教授Amin Nozariasbmarz;博士后研究人员Han Byul Kang和Hangtain Zhu;以及曾是研究生的卡特·德托(Carter Dettor)。国家可再生能源实验室的研究工程师拉维·阿南特·基肖尔也做出了贡献。
