科学家希望建造一种能够捕获我们辐射的体热的设备，并用它来为其他技术提供动力

想象一下跑步并利用您的体温为您的健身追踪器供电。

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如果您曾经通过热像仪观察过自己，您就会知道您的身体会产生大量热量。这实际上是我们新陈代谢的废物。人体每平方英尺散发的热量相当于每小时约19根火柴。

不幸的是，大部分热量只是逃逸到大气中。如果我们能够利用它来产生能量，那不是很棒吗？我的研究表明这确实是可能的。我和我的同事正在探索使用环保材料捕获和储存体热以产生能量的方法。

目标是创造一种既能产生又能储存能量的设备，就像可穿戴技术的内置移动电源一样。通过利用我们的体温，智能手表、健身追踪器或 GPS 追踪器等设备可以运行更长时间，甚至无限期地运行。

产生废热的不仅仅是我们的身体。在我们技术先进的世界中，从车辆的发动机到制造商品的机器，每天都会产生大量的废热。

通常，这些热量也会释放到大气中，这意味着错失了能量回收的重大机会。 “废热回收”这一新兴概念旨在解决这种低效率问题。通过利用这些原本会被浪费的能源，各行业可以提高运营效率并为更加可持续的环境做出贡献。

热电效应是一种有助于将热量转化为电能的现象。当电子从热侧流向冷侧时，温差会产生电势，从而产生可用的电能。

然而，传统的热电材料通常由镉、铅或汞制成。这些都存在环境和健康风险，限制了它们的实际应用。

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木头的力量

但我们发现您也可以用木材制造热电材料——提供更安全、可持续的替代品。

几个世纪以来，木材一直是人类文明不可或缺的一部分，是建筑材料和燃料的来源。我们正在发掘木材衍生材料的潜力，将工业过程中经常损失的废热转化为宝贵的电力。

这种方法不仅提高了能源效率，而且重新定义了我们如何将日常材料视为可持续能源解决方案的重要组成部分。

我们利默里克大学的团队与瓦伦西亚大学合作，开发了一种可持续方法，利用爱尔兰木制品（特别是木质素）将废热转化为电能，是造纸工业的副产品。

我们的研究表明，当木质素基膜浸泡在盐溶液中时，可以有效地将低温废热（200°C 以下）转化为电能。木质素膜上的温差导致盐溶液中的离子（带电原子）移动。正离子向较冷的一侧移动，而负离子向较温暖的一侧移动。这种电荷分离在膜上产生电势差，可以将其转化为电能。

由于大约66% 的工业废热属于这个温度范围，因此这项创新为环保能源解决方案提供了重大机会。

这项新技术有可能在许多领域产生巨大影响。制造业等产生大量余热的行业可以通过将余热转化为电力来获得重大效益。这将帮助他们节省能源并减少对环境的影响。

该技术可用于各种环境，从为偏远地区供电到为日常应用中的传感器和设备供电。其环保特性也使其成为建筑和基础设施可持续能源发电的有前途的解决方案。

存储的麻烦

从废热中获取能量只是第一步；有效地存储它同样重要。 超级电容器是快速充电和放电的能量存储设备。这使得它们对于需要快速供电的应用至关重要。

然而，它们对化石燃料衍生的碳材料的依赖引发了可持续性问题，突显了其生产中对可再生替代品的需求。

我们的研究小组发现，基于木质素的多孔碳可以用作超级电容器的电极，用于使用木质素膜收集废热产生的能量存储。

这一过程使木质素膜能够捕获废热并将其转化为电能，而多孔碳结构则有利于离子的快速移动和存储。通过提供一种绿色替代方案，避免有害化学物质和对化石燃料的依赖，这种方法为废热储能提供了可持续的解决方案。

这种能源存储技术的创新可以为从消费电子产品、可穿戴技术到电动汽车等一切领域提供动力。

这篇编辑过的文章是在知识共享许可下从The Conversation重新发布的。阅读原始文章。