麻省理工新发明利用热释电效应暨温度差来发电

无论是再生能源还是传统能源，假如要产生电都得借助太阳、风、化石燃料等外力，但麻省理工突破框架，利用无处不在的空气，研发一款依靠温度变化产生电的机器。而有别于以往技术，温度梯度大才可以发电，新型的技术让机器可利用自然的温度变化来产生电能。

利用温度差来发电并不是件稀奇的事情，透过机器或材料两侧的温度不同产生的电压，让电荷随着热量从温度较高的地方流向另一端，进而产生电能──即是俗称的热电原理，目前其发展已小具规模，用于服装、油漆与烹饪锅，甚至可以用于工厂与发电厂来回收废热，但在这些应用中，温度差异必须非常大。

而新型的机器名为热共振器（Thermal Resonator），是基于热释电（Pyroelectric）效应，利用外界空气的变化产生电力，麻省理工化学工程教授 Michael Strano 表示，这个机器体现了“从无到有”的概念，只要把机器随意安置在一个地方，像是桌子上，就能在无风无光、什么都没有的地方产生能量。

Strano 指出，我们一直被不同的温度变化或波动环绕，但由于变化不显著、也不知如何应用，我们一直没有好好的利用空气中的温差，因此这是尚未开发能源。而研究团队利用金属泡沫、石墨烯和十八烷来制作热共振器的材料，而这项组合也是至今效果最好的。

研究人员先利用铜或镍制成金属泡沫，为了增强其导热性，在泡沫上在涂抹一层石墨烯，最后再注入随着特定温度液化或凝固的相变蜡（像是十八烷），让材料可在固体和液体之间变化。

简言之，该材料具有非常高的散热性，可以有效地将热量吸收并释放到环境中。研究学生 Anton Cottril 表示，相变材料可以储存热能，而如果相要用热来产生电，石磨烯可以加速传导。

在机器设计中，设备的一侧会吸收热量，之后再缓慢移动到另一端，而其中温差发电可以透过传统的热电效应来实现。在 16 天的材料测试中，每天的温度差高达 10°C，而该机器也能通电，并产生 350 毫伏的电压和 1.3 毫瓦的功率。

虽然目前的发电功率相对较小，但足以用于远程感测器或相关设备，且无需担心电池与电量，更重要的是，它不像太阳能与风能会受到外力影响。这也是他的优势之一，当其他发电机组无法运作时，热共振器可以补助其他能源。