Các vật liệu nhiệt điện, rất quan trọng để chuyển đổi nhiệt thành năng lượng điện và giảm chất thải, đã mở rộng tiện ích của chúng ngoài việc thu hồi nhiệt thành xúc tác, được thúc đẩy bởi độ dốc nhiệt tự nhiên và công nghiệp.
Vật liệu nhiệt điện, trước đây chủ yếu tập trung vào việc chuyển đổi nhiệt thải thành điện, giờ đây tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xúc tác, cung cấp các giải pháp sáng tạo để tiết kiệm năng lượng và cải thiện môi trường.
Với sự phát triển nhanh chóng của xã hội loài người, nhu cầu về năng lượng đã có sự tăng trưởng bùng nổ. Tuy nhiên, ở giai đoạn hiện nay, hiệu suất sử dụng năng lượng sơ cấp chưa đến 40%, phần còn lại bị thất thoát dưới dạng nhiệt thải, dẫn đến lãng phí năng lượng nghiêm trọng và làm trầm trọng thêm vấn đề môi trường.
Vật liệu nhiệt điện, như một vật liệu năng lượng mới có khả năng chuyển đổi trực tiếp năng lượng nhiệt thành năng lượng điện, ngày càng thu hút được sự chú ý trong lĩnh vực thu hồi nhiệt thải. Khi có sự chênh lệch nhiệt độ ở hai đầu của vật liệu nhiệt điện, một lực điện động nhiệt được tạo ra bên trong vật liệu, do đó đạt được sự chuyển đổi năng lượng nhiệt thành năng lượng điện.
Các ứng dụng mới nổi của vật liệu nhiệt điện
Ngoài việc sử dụng làm máy phát điện, vật liệu nhiệt điện đã mở ra những hướng mới cho xúc tác trong những năm gần đây. Độ dốc nhiệt độ nhỏ (<100 ° C) do nhiệt lan rộng trong tự nhiên và sản xuất công nghiệp gây ra cung cấp đủ động lực cho các phản ứng xúc tác.
Điều này cho phép tái sử dụng các nguồn nhiệt thải chất lượng thấp để thúc đẩy các quá trình xúc tác khác nhau như sản xuất hydro, tổng hợp hữu cơ, thanh lọc môi trường và các ứng dụng y sinh. Nó cung cấp một giải pháp mới để cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng, bảo tồn năng lượng, giảm phát thải và xúc tác xanh.
Các chế độ làm việc của hệ thống TECatal: (a) chế độ cấu trúc lai, (b) chế độ một pha, (c) chế độ tiếp xúc nano PN và (d) chế độ tế bào nhiệt điện. Các ứng dụng tiềm năng của vật liệu TECatal trong (e) sản xuất H2 và giảm CO2, (f) điều trị khối u, (g) xử lý khí thải ở đuôi xe và (h) phủ kính cửa sổ để lọc không khí trong nhà. Nguồn: Nhà xuất bản Khoa học Trung Quốc
Những tiến bộ và triển vọng tương lai trong xúc tác nhiệt điện
Dựa trên những tiến bộ gần đây trong lĩnh vực mới nổi này, nhóm nghiên cứu từ Viện Công nghệ lượng tử và bền vững tại Đại học Giang Tô đã đề xuất hướng ứng dụng khái niệm của xúc tác nhiệt điện (TECatal) và tóm tắt một cách có hệ thống các vật liệu xúc tác nhiệt điện và chế độ làm việc hiện có. Bốn chế độ làm việc chính đã được đề xuất, bao gồm chế độ cấu trúc lai, chế độ một pha, chế độ tiếp xúc nano PN và chế độ tế bào nhiệt điện.
Nghiên cứu khám phá các cách để cải thiện hiệu suất của vật liệu xúc tác nhiệt điện thông qua tối ưu hóa các đặc tính nhiệt điện, kỹ thuật dải, cấu trúc vi mô và độ ổn định. Hơn nữa, triển vọng của vật liệu xúc tác nhiệt điện trong các lĩnh vực như năng lượng xanh, điều trị khối u và quản lý môi trường đã được đề xuất và thảo luận, cung cấp những tài liệu tham khảo quan trọng cho sự phát triển của lĩnh vực này trong tương lai.
Tham khảo: “Nhiệt điện xúc tác: một chiến lược mới nổi để chuyển đổi nhiệt thải thành năng lượng hóa học” của Yuqiao Zhang, Shun Li, Jianming Zhang, Li-Dong Zhao, Yuanhua Lin, Weishu Liu và Federico Rosei, ngày 25 tháng 1 năm 2024, Tạp chí Khoa học Quốc gia .
Mời đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLtd
