По мере того как экологические и энергетические кризисы становятся все более распространенным явлением во всем мире, установка для сбора тепловой энергии, способная преобразовывать тепловую энергию, такую ​​как солнечное излучение, отходящее тепло, сжигание биомассы или геотермальную энергию, в электрическую энергию, является необходимым источником энергии.

В большинстве технологий производства тепловой энергии используются твердые движущиеся части, что может снизить их надежность и привести к частому техническому обслуживанию. Это вдохновило китайских исследователей на разработку теплового энергетического наногенератора без твердых движущихся частей.

Исследователи предлагают наногенератор тепловой мощности, называемый трибоэлектрическим наногенератором на основе жидкого металла с термоакустическим приводом, или TA-LM-TENG, который преобразует тепловую энергию в электрическую.

«Этот генератор состоит из двух частей: термоакустического двигателя и трибоэлектрического наногенератора на основе жидкого металла (LM-TENG)», - сказал Гуояо Ю, профессор Технического института физики и химии Китайской академии наук.

Термоакустический двигатель преобразует тепловую энергию в акустическую посредством колебательного теплового расширения и сжатия газа. Затем LM-TENG преобразует акустическую энергию в электрическую за счет сочетания контактной электризации и электростатической индукции.

При нагревании теплообменника термоакустического двигателя «газ в двигателе начинает самопроизвольные колебания», - сказал Юй. «Колебательное движение газа толкает столб жидкого металла, движущийся вперед и назад в U-образной трубе. Это заставляет жидкий металл периодически погружаться и разделяться с полиимидной пленкой, создавая переменное напряжение на электродах. Это извлекает электрическую энергию из TA-LM-TENG».

Основная особенность TA-LM-TENG - отсутствие каких-либо твердых движущихся частей, которые могут сломаться, что гарантирует более надежную работу наногенератора и продление срока его службы.

«Этот генератор также обещает высокуюэффективность преобразования тепла в электрическую энергию», - сказал Ю. «И мы спроектировали и построили концептуальный прототип, чтобы проверить осуществимость нашей концепции. В предварительных экспериментах была достигнута максимальная амплитуда напряжения холостого хода 15 вольт, что означает, что наша установка хорошо работает».