Polscy naukowcy chcą produkować prąd jak łaziki na Marsie. Tyle że na Ziemi i tanio
Według szacunków tylko 40 proc. energii pochodzącej ze spalania węgla czy węglowodorów jest wykorzystywane. Co z pozostałymi 60 proc.? Uciekają jako ciepło odpadowe. A gdyby tak zmieniać je w prąd? W kosmosie to możliwe. Naukowcy z AGH chcą, aby w końcu zaczęto to robić także na Ziemi.
Generatory termoelektryczne, które to umożliwiają, wykorzystywane są przez NASA w łazikach i sondach kosmicznych. W ich przypadku ciepło, które zamieniane jest w prąd elektryczny, produkowane jest w procesie rozpadu radioaktywnych izotopów, np. plutonu-238 – wyjaśniają rodzimi naukowcy.
Dlaczego NASA może, a my nie? Bo to sporo kosztuje. W kosmosie nie ma innej alternatywy, więc cena nie jest przeszkodą. Tymczasem w warunkach ziemskich koszt urządzeń termoelektrycznych w stosunku do wartości uzyskanej energii elektrycznej jest wciąż zbyt wysoki.
Naukowcy z AGH: zbyt wysoki koszt
Zespół kierowany przez prof. dr. hab. inż. Krzysztofa Wojciechowskiego z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH we współpracy z partnerami z Sieci Badawczej Łukasiewicz oraz Instytutu Fizyki PAN w Warszawie opracował i stworzył prototypowe moduły termoelektryczne o gęstości mocy zbliżonej do 2,5 kW/m2, czyli dziesięciokrotnie przewyższającej ogniwa fotowoltaiczne.
Zważywszy na znacznie wyższą gęstość mocy konwerterów termoelektrycznych, cena za 1 W mocy elektrycznej powinna być też znacznie korzystniejsza niż w przypadku paneli fotowoltaicznych
– deklaruje prof. Wojciechowski.
Koszt modułów udało się znacząco obniżyć w stosunku do komercyjnych odpowiedników m.in. dzięki zastąpieniu ceramicznych okładzin mniej kosztownymi i znacznie lepiej przewodzącymi ciepło stopami aluminium. Na dodatek są one łatwo formowalne, więc prościej dostosować je do dowolnego systemu.
Cena modułu termoelektrycznego stworzonego w warunkach laboratoryjnych, gdzie wszystkie prace były wykonywane niemalże ręcznie przez członków zespołu, osiąga wartość zbliżoną do smartfonu z najwyższej półki. Według polskich naukowców możliwe jest zbliżenie się do kosztów budowy ogniw fotowoltaicznych.
Potrzebna jest masowa produkcja, a co za tym idzie – inwestor
- Firmy produkujące bądź rozwijające technologie termoelektryczne istnieją obecnie tylko w Chinach, Stanach Zjednoczonych, na Ukrainie i w Rosji. Na rynku europejskim praktycznie nie ma konkurencji, więc jest szansa na dobry zysk. Bardzo bym chciał, żeby znalazł się w Polsce ktoś, kto uzna, że cel jest wart ryzyka i zbuduje prototypową linię produkcyjną. Jeżeli uda się obniżyć koszty produkcji modułów termoelektrycznych, możemy naszymi produktami podbić świat – uważa prof. Wojciechowski.
Gdzie ich system mógłby się sprawdzić? Tam, gdzie jest źródło ciepła: od hut przez rafinerie, na samochodowym układzie spalinowym kończąc.
