تبدیل مستقیم گرما به برق

ژنراتورهای ترموالکتریکی قادر هستند که نیروی نهفته در گرما را به برق مبدل سازند.

قصد انجام اینکار کیمیاگران قرون وسطی را بیاد انسان میآورد که میخواستند توسط سنگ دانائی جیوه را پس از گذر از مراحل شیمیایی به طلا بدل سازند.

اما بر خلاف قوانین شیمی که چنین فعل و انفعالاتی را از پیش محکوم به نشدن میکنند بنظر میرسد که قوانین فیزیک سرسازگاری بیشتری داشته باشند و بگونه ای درهای باغ سبز را به انسان نشان میدهند.

آینده درستی یا نادرستی این را به اثبات خواهد رسانید. در حال حاضر یک حساب ساده به دانشمندان امید میدهد که دستکم از نظر تئوری در پشت این فرضیه یک منبع با ارزش نهفته است.

بهنگام مصرف انرژیهای فسیلی (نفت، گاز، ذغال سنگ و غیره) دو سوم انرژیهای نهفته در آنها بصورت نیروی گرمایی در آمده و بهدر میروند. این مسئله به همان اندازه در موتور اتوموبیلها صدق میکند که در مورد نیروگاههای برق و یا کارخانجات تبدیل ذباله به مواد اولیه صادق است.

برای جلوگیری از بهدر رفتن این نیروی گرمایی در حال حاضر دو روش موجود است.

روش نخست که اصطلاح علمی آن ORC-Turbin میباشد و مخفف Organic Rankine Cycle است و در آن توربینها با نوعی از بخار بکار می افتند. فرق میان این گونه از توربینها و گونه ای که با بخار معمولی کار میکند اینستکه این گونه توربین میتواند با بخاری که درجه حرارتش کمتر هم میباشد (اما همچنان بخار باقی مانده است) بحرکت درآید.

دومین روش بر پایه تبدیل مستقیم گرما به نیروی برق توسط ژنراتورهای ترموالکتریکی استوار میباشد. این ژنراتورها تا کنون بخاطر بازدهی پائینشان کمتر مورد استفاده قرار میگرفتند اما اکنون توسط مواد جدیدی که در ساختنشان استفاده میگردند به میزان قابل توجه و قابل قبولی از بازدهی دست یافته اند.

متخصصین بر این باورند که توسط نسل جدید ژنراتورها بتوان تا بیست درصد نیروی حرارتی را به برق تبدیل کرد.

در سال 2008 شرکت خودروسازی ب. ام. و سری جدید از خودروهایی متعلق به گروه و رده پنج خود را با ژنراتورهای ترموالکتریکی بطور آزمایشی در شهر مونیخ عرضه کرد که قادر بودند با بهره گیری از گرمایی که بهدر میرفت 200 وات برق تولید کنند که بمصرف چراغها، رادیو و دستگاه تهویه خودرو میرسید.

آنها درنظر دارند که تا پنج سال دیگر این محصول را به مرحله تولید انبوه برسانند.

مهندسین این کنسرن امیدوارند که بتوانند روزی با بهبود کیفی مواد اولیه بکار رفته شده در ساخت قطعات ژنراتورها، بازدهی آتها را نیز بالا ببرند.

مواد اولیه مورد نظر، موادی هستند که قابلیت بالای انتقال برق و همزمان با آن قابلیت پائین از دست دادن گرما داشته باشند.

در صورت دستیابی به چنین ماده ای، میتوان تا ده درصد از مصرف سوخت خودرو را کاهش داد.

پروفسور کورنلیوس نیلش Cornelius Nielsch از دانشکده فیزیک دانشگاه هامبورگ میگوید با استفاده از فن نانوتکنولوژی میتوان کارآیی مواد اولیه را تا پنجاه درصد ارتقا داد.