废热转化为电力：新一代热磁发电机
利用废热在很大程度上促进了能源的可持续供应。卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)和日本东北大学的科学家们现在已经更接近他们在小温差下将废热转化为电力的目标。正如《Joule》杂志所报道的那样，基于Heusler合金薄膜的热磁发电机的单位占地面积上的电功率已经提高了3.4倍。
许多技术过程仅消耗一部分能量。其余部分以废热的形式离开系统。通常，这些热量被释放到环境中而未被使用。然而，它也可以用于供热或发电。废热的温度越高，其再利用就越容易，越便宜。热电发电机可以利用低温的余热直接转化为电能。但迄今为止，使用的热电材料价格昂贵，有时甚至有毒。而且，热电发电机需要较大的温差才能达到仅有百分之几的效率。
热磁发电机是一种很有前途的替代产品。它们以合金为基础，其磁性与温度高度相关。交替磁化会在施加的线圈中产生电压。研究人员在19世纪已经提出了热磁发电机的第一个概念。此后，研究范围涉及各种材料。然而，电功率还有许多不足之处。获取更多前沿科技 信息 请持续关注：https://byteclicks.com
日本KIT的微结构技术研究所（IMT）和日本东北大学的科学家现在已经成功地大大提高了热磁发电机每单位占地面积的电功率。基于他们的工作结果，热磁发电机现在已经首次与成熟的热电发电机竞争。通过这种方式，已经更加接近在较小温差下将废热转化为电能的目标。最新一期的《Joule》的封面报道了该团队的工作。
愿景：回收接近室温的废热
所谓的Heusler合金–磁性金属间化合物–以薄膜的形式应用于热磁发电机中，并提供了磁化率随温度变化而变化的大磁力和快速传热。这是谐振自作用新概念的基础。即使在很小的温差下，器件中也能引起共振振动，并能有效地转化为电能。但是，单个器件的电功率还是很低的，要想提升规模，还得依靠材料开发和工程设计。KIT和东京大学的研究人员使用了镍-锰-镓合金，发现合金膜厚度和器件尺寸对电功率的影响方向相反。基于这一发现，他们将合金膜的厚度从5微米增加到40微米，成功地将单位面积的电功率提高了3.4倍。在温度变化仅3摄氏度的情况下，热磁发电机的最大电功率达到了每平方厘米50微瓦。这些结果为开发并联的定制化热磁发电机铺平了道路，以实现对接近室温的废热的潜在利用。
