A Földön élő mintegy nyolcmilliárd ember folyamatosan hőt bocsát ki, melynek hőmérséklete 35,7 és 37,3 Celsius-fok között mozog. Ez a jelentős mennyiségű hőenergia jelenleg hasznosítatlanul távozik a légkörbe. Egy új kutatási irányzat azonban a testhő, valamint más forrásokból származó hulladékhő befogására és elektromos árammá alakítására összpontosít, potenciálisan forradalmasítva az energiafelhasználást.
Az emberi test négyzetméterenként körülbelül húsz gyufának megfelelő mennyiségű hőt termel és ad le folyamatosan. Ez a hatalmas, globális szinten jelentkező hőenergia-kibocsátás eddig figyelmen kívül maradt az energiaiparban. Az emberi testhő mellett számos más forrás, mint például a járművek, ipari gépek és motorok is jelentős mennyiségű hulladékhőt termelnek, amely szintén a környezetbe távozik. Az elveszett energia sikeres visszanyerése és hasznosítása komoly technológiai áttörést jelentene a fenntartható energiatermelés felé vezető úton.
Muhammad Muddasar, az írországi Limericki Egyetem kutatója, a The Conversation című publikációban mutatta be elképzelését, amely szerint a testhő és az ipari hulladékhő környezetbarát módszerekkel és anyagokkal rögzíthető és tárolható. Kutatásának célja egy olyan eszköz kifejlesztése, amely akkumulátorhoz hasonlóan működne, és lehetővé tenné például okosórák, aktivitáskövetők vagy kisebb GPS-eszközök működtetését az emberi test által kibocsátott hőenergiával.
A tiszta és fenntartható energia fejlesztésében kulcsfontosságú szerepet játszhat a termoelektromosság. Ez a technológia a hőmérséklet-különbségeket alakítja át közvetlenül elektromos árammá. Muddasar és kutatócsapata jelentős felfedezést tett ezen a területen: kimutatták, hogy fából is előállíthatók termoelektromos anyagok. Ez a felfedezés új utakat nyit meg a hulladékhő újrahasznosításában, mivel a fa származékai felhasználhatók a test vagy az ipari folyamatok során keletkező hő elektromos energiává alakítására.
A kutatók a Valenciai Egyetemmel együttműködve egy olyan termoelektromos módszert dolgoztak ki, amely a lignint, a fa egyik származékát és a papíripar melléktermékét hasznosítja. Tanulmányuk szerint a lignin alapú membránok sóoldatba merítve hatékonyan képesek az alacsony hőmérsékletű, 200 Celsius-fok alatti maradékhőt elektromos árammá alakítani. Ez a megközelítés különösen ígéretes, mivel a lignin bőségesen rendelkezésre álló, megújuló forrás.
A folyamat lényege a lignin membránon keresztül létrejövő hőmérséklet-különbség kihasználása. Ez a különbség fokozza a sóoldatban lévő ionok mozgását. A pozitív töltésű ionok a hidegebb oldalra vándorolnak, míg a negatív töltésű ionok a melegebb oldal felé mozdulnak el. Ez a töltésszétválás elektromos potenciálkülönbséget hoz létre a membránon keresztül, amely elektromos energiaként hasznosítható. Ez a mechanizmus teszi lehetővé a hőenergia hatékony átalakítását hasznosítható elektromos árammá.
Az így begyűjtött energia hasznosítása mellett annak tárolása is kulcsfontosságú. Éppen ezért a kutatók szuperkondenzátorok fejlesztésén dolgoznak, amelyek képesek lennének az így előállított elektromos áram hatékony tárolására későbbi felhasználás céljából. Muddasar és csapata hangsúlyozza, hogy a jövőben nem engedhetjük meg magunknak azt a pazarlást, hogy a testhő vagy az ipari folyamatok során keletkező hulladékhő egyszerűen a légkörbe távozzon. Alapvető gondolatuk, hogy lényegében mindannyian kis erőművek vagyunk, és ez a rejtett potenciál jelentős mértékben hozzájárulhat a globális energiaigények kielégítéséhez.
Ez a kutatás új perspektívát nyit a fenntartható energiatermelés területén, és rávilágít arra, hogy a mindennapi életünk során keletkező, eddig figyelmen kívül hagyott energiaforrások is hasznosíthatók. A testhőből és ipari hulladékhőből történő áramtermelés lehetősége nemcsak az okoseszközök energiaellátását teheti önellátóvá, hanem hozzájárulhat a fosszilis energiahordozóktól való függőség csökkentéséhez és egy tisztább, energiahatékonyabb jövő megteremtéséhez.
📰 Forrás: Index — Eredeti cikk elolvasása