溫差發電技術越來越接地氣了，以後能為手機充電！

利用溫差發電，聽起來挺神奇的。其實科學家們已經在這個領域探索很多年了。技術也日漸成熟。

近日，麻省理工學院的科學家研發出了一種工具，能夠將這種溫差轉換為電能，未來或將為感測器或者通訊設備充電！

科學家們研發的這個工具叫做熱諧振器（thermal resonator），它由石墨烯和一種稱為十八烷（octadecane）的特殊蠟製成，隨著溫度的升高和降低，這種蠟會在固體和液體之間轉換。

然後熱諧振器的一端會收集熱量並傳導到另一側，當雙方試圖達到平衡時，電能就可以通過熱電過程被捕獲。

研究人員稱，只要環境存在溫度變化，熱諧振器可以在任何類型的天氣條件下工作，甚至在陰涼處工作。

溫差發電這事兒到底誰發現的？１８２１ 年，德國人 Ｓｅｅｂｅｃｋ 發現，在兩種不同金屬（銻與銅）構成的迴路中，如果兩個接頭處存在溫度差，其周圍就會出現磁場，又通過進一步實驗發現迴路中存在電動勢。這一效應的發現，為測溫熱電偶、溫差發電和溫差電感測器的製作奠定了基礎。

溫差電技術研究始於 ２０ 世紀 ４０ 年代，於 ２０ 世紀 ６０ 年代達到高峰，並成功地在航天器上實現了長時發電。

當時美國能源部的空間與防禦動力系統辦公室給出鑒定稱，「溫差發電已被證明為性能可靠、維修少、可在極端惡劣環境下長時間工作的動力技術」。

近幾年來，溫差發電機不僅在軍事和高科技方面，而且在民用方面也表現出了良好的應用前景。

在遠程空間探索方面，人們從上個世紀中葉以來不斷將目標投向更遠的星球、甚至是太陽系以外的遠程空間，這些環境中太陽能電池很難發揮作用，而熱源穩定、結構緊湊、性能可靠、壽命長的放射性同位素溫差發電系統則成為理想的選擇。

因為一枚硬幣大小的放射性同位素熱源，就能提供長達 ２０ 年以上的連續不斷的電能，從而大大減輕了航天器的負載，這項技術已先後在阿波羅登月艙、先鋒者、海盜、旅行者、伽利略和尤利西斯號宇宙飛船上得到使用。

溫差發電用的是什麼原理？將兩種不同類型的熱電轉換材料 Ｎ 和 Ｐ 的一端結合併將其置於高溫狀態，另一端開路並給以低溫時，由於高溫端的熱激發作用較強，空穴和電子濃度也比低溫端高，在這種載流子濃度梯度的驅動下，空穴和電子向低溫端擴散，從而在低溫開路端形成電勢差。

如果將許多對 Ｐ 型和 Ｎ 型熱電轉換材料連接起來組成模塊，就可得到足夠高的電壓，形成一個溫差發電機。

要進行溫差發電就得用到溫差電材料。溫差電材料是指具有顯著的溫差發電或溫差電製冷效應的材料，可應用於提供太空動力等方面。

不過，美國猶他大學卻給這種材料找一個接地氣的應用：廚具。讓你能夠在燒水煮飯的同時順便為手機等設備充電。

為了實現這一點，研究團隊顯然無法採用常規的鎘、水銀等有毒的溫差電材料，而要讓這項技術走進千家萬戶，又必須兼顧成本和效率。幸運的是，他們已經攻克了這個難題，並帶來了高效實惠的新型無毒溫差電材料。

至於這種新型材料的應用前景，團隊想像了其它許多種可能，比如利用身體與外界冷風的溫差為植入式醫療監測儀提供電力、利用汽車內外的溫差為汽車提供電力等。

當然，這項技術也可以運用到發電廠或其它工廠設施，回收傳統發電方式容易損失的那部分熱量並轉為電能。

對於溫差發電領域，科學家表示，雖然溫差發電已有諸多應用，但長久以來受熱電轉換效率和較大成本的限制，溫差電技術向工業和民用產業的普及受到很大制約。

雖然最近幾年隨著能源與環境危機的日漸突出，以及一批高性能熱電轉換材料的開發成功，溫差電技術的研究又重新成為熱點，但突破的希望還是在於轉換效率的穩定提高。

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