Una batería termoeléctrica almacena energía cuando se carga al convertir el calor en energía química y produce electricidad cuando se descarga. Estos sistemas ofrecen potencialmente un medio alternativo para eliminar el calor residual de las plantas que queman combustibles fósiles y / o energía nuclear. [1]
Historia
Thomas Johann Seebeck (1780-1831) descubrió el efecto termoeléctrico en 1821. El efecto Peltier simétrico ( Jean Charles Athanse Peltier , 1785-1845) utiliza una corriente eléctrica para producir diferencias de temperatura. A mediados del siglo XX se solía utilizar el generador termoeléctrico en lugar de las baterías galvánicas . [2]
Cobre / amoniaco
En 2014, los investigadores demostraron un sistema prototipo que utiliza electrodos de cobre y amoníaco como electrolito. El dispositivo convirtió alrededor del 29 por ciento de la energía química de la batería en electricidad. [1]
El electrolito de amoníaco solo se usa como anolito (electrolito que rodea un ánodo) que reacciona con el electrodo de cobre cuando el calor residual calienta el amoníaco y genera electricidad. Cuando la reacción consume el amoníaco o agota los iones de cobre en el electrolito cerca del cátodo, la reacción se detiene. [1]
Luego, el calor residual se usa para destilar el amoníaco del anolito usado. A continuación, se añade el amoniaco a la cámara del cátodo. La polaridad de la batería se invierte y el ánodo se convierte en cátodo y viceversa. [1]
La densidad de potencia del sistema era una densidad de potencia máxima de 60 + -3 1 W m −2 (basada en un solo electrodo), con una densidad de energía máxima de 453 W hm −3 (normalizada al volumen del electrolito), sustancialmente más alta que esa de otros termoeléctricos centrados en líquidos. [3] La densidad de potencia aumentó con la cantidad de baterías en el sistema. [1]
La volatilización del amoníaco del anolito gastado por calentamiento (simulando la destilación) y la re-adición de este amoníaco a la cámara del catolito gastado con la operación posterior de esta cámara como ánodo (para regenerar el cobre en el otro electrodo), produjo una densidad de potencia máxima. de 60 ± 3 W m −2 , con una eficiencia energética de descarga promedio del 29% (energía eléctrica capturada versus energía química en las soluciones de partida). Un ácido agregado al catolito aumentó la potencia 126 ± 5 W m −2 . [3]
Telururo
Las baterías a base de telururo convierten del 15 al 20 por ciento del calor en energía. [1]
Dirutenio fulvaleno
Fulvalene di rutenio promete una mayor eficiencia, pero es demasiado caro para uso comercial. [1]
Ver también
Referencias
- ↑ a b c d e f g Jeffrey, Colin (7 de diciembre de 2014). "Sistema de baterías a base de amoníaco para convertir el calor residual de baja calidad en electricidad" . Gizmag . Consultado en febrero de 2015 . Verifique los valores de fecha en:
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( ayuda ) - ^ "Batería termoeléctrica" . Kenyon College. 2014 . Consultado en febrero de 2015 . Verifique los valores de fecha en:
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( ayuda ) - ^ a b Fang Zhang; Jia Liu; Wulin Yanga; Bruce E. Logan (2015). "Una batería a base de amoníaco térmicamente regenerativo para la recolección eficiente de energía térmica de bajo grado como energía eléctrica". Ciencias de la energía y el medio ambiente . 8 : 343–349. doi : 10.1039 / C4EE02824D .