一种新的电池设计可以帮助我们开发我们脚下巨大的地热能储备(资料来源:OlgaSinenkoBO/Depositphotos)。
一个最大的可再生能源自然资源就在我们的脚下。地球本身就是一个巨大的温暖的球体，正等着我们去开采它，澳大利亚、美国和许多其他地区地下蕴藏着大量的地热能。现在，东京理工大学和三野工业株式会社的研究人员已经开发出一种新型电池，可以直接将热能转化为电能。
大多数地热系统利用地表以下几公里深处的热岩石加热的水来工作。这些水要么是自然存在的，然后被泵到地表，要么是被泵下来，加热，然后再被泵回来。这样的系统通常需要超过180°C(356°F)的高温才能工作，而且不一定能很好地扩展。
但这项新研究背后的日本研究人员表示，他们有一种更直接的方法。他们的设计是由敏化的热电池(STCs)组成的，这种电池能够在低于100°C(212°F)的温度下发电，而不需要像水或蒸汽这样的中地载体。
STC是一种电池，由夹在两个电极之间的三层材料构成。有一个电子传输层(ETM)，一个锗半导体层和一个传输铜离子的固体电解质层。这种电池被设计成埋在炎热的地下。
这个想法是，地热能激发半导体中的电子，使它们转移到ETM。然后它们通过电极通过外部电路最终回到另一个电极并进入电解液。在那里，氧化还原(氧化还原)反应发生，将低能电子带回半导体，重新开始这个循环。
团队最初不确定的一个问题是，STC设备能够保持这种循环多久，或者它是否能够无限期地继续下去。但在测试过程中，他们找到了答案——最终，当氧化还原反应发生时，循环会变干，因为不同类型的铜离子最终出现在不同的地方。
但有趣的是，研究小组惊奇地发现，只要把电池埋在热源中，它就能解决这个问题。然后就是打开外部电路给它充电。研究小组说，这可以让电池“半永久”供电。
该研究的首席研究员松下幸之助(Sachiko Matsushita)表示:“有了这样的设计，通常被视为低质量能源的热能，将成为一种伟大的可再生能源。”“没有对辐射的恐惧，没有对昂贵石油的恐惧，没有像依赖太阳或风能那样的发电不稳定。”
该团队表示，该设计还需要进一步改进，但希望它能很快加入可再生能源选项的行列。
这项研究发表在《材料化学杂志》上。
