El Dr. Tony Shien-Ping Feng del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Hong Kong (HKU) y su equipo inventaron una celda de carga térmica directa (DTCC) que puede convertir eficazmente el calor en electricidad. creando un enorme potencial para reducir los efectos de invernadero al capturar el calor de los gases de escape y reducir el desperdicio de energía primaria.

El nuevo invento se publica recientemente en la prestigiosa revista Comunicaciones de la naturaleza , y la investigación ha aparecido en el Comunicaciones de la naturaleza Página web de Editors 'Highlights. La Oficina de Transferencia de Tecnología de HKU ha solicitado la patente provisional de EE.UU. y la patente PCT (Tratado de Cooperación de Patentes) de la invención.

El calor de baja calidad está disponible en abundancia en los procesos industriales (80 a 150 ° C), así como en el medio ambiente, cosas vivas, energía solar térmica (50 a 60 ° C) y geotermia. Más del 60% de la entrada de energía primaria del mundo, ya sea en el proceso industrial o en el consumo energético doméstico, se desperdicia como calor. La mayor parte de esta pérdida como calor residual se considera calor de bajo grado.

El DTCC de nuevo diseño es una tecnología electroquímica revolucionaria que puede abrir nuevos horizontes para aplicaciones que conviertan el calor de bajo grado en electricidad de manera eficiente. Es un sistema simple con la unidad básica de solo 1,5 cm cuadrados y un grosor de 1 a 1,5 mm. La celda es flexible apilable y de bajo costo.

DTCC se puede utilizar en HVAC (calefacción, ventilación, y aire acondicionado) sistema para reciclar el calor de baja calidad del compresor y el condensador en electricidad para su uso en dispositivos eléctricos. Se puede integrar con el marco de la ventana para recolectar energía solar térmica para alimentar ventanas electrocrómicas, o se utilizan como dispositivos portátiles para alimentar iPhones o equipos de salvamento en la naturaleza. Con la creciente popularidad de la tecnología portátil, Este sistema puede algún día aprovechar el calor corporal para alimentar dispositivos electrónicos portátiles o dispositivos médicos para monitorear las condiciones de salud del cuerpo, como los niveles de azúcar en la sangre y la presión arterial.

El Dr. Feng dijo:"La recuperación de calor eficiente de bajo grado puede ayudar a reducir la emisión de gases de efecto invernadero, pero las tecnologías actuales para convertir este calor en electricidad aún están lejos de ser óptimas. DTCC produce una eficiencia de conversión de más del 3,5%, superando todos los sistemas termoelectroquímicos y termoeléctricos existentes, que es demasiado costoso o complicado, o una eficiencia demasiado baja para las aplicaciones diarias. DTCC es un diseño revolucionario con un gran potencial en dispositivos de energía inteligentes y sostenibles ".

La nueva celda de carga térmica utiliza electrodos asimétricos:un cátodo de óxido de grafeno / platino (GO / Pt) y un ánodo de polianilina (PANI) en Fe ₂ ⁺ / Fe ₃ ⁺ electrolito redox mediante funcionamiento de calefacción isotérmica sin gradiente térmico del edificio ni ciclo térmico. Cuando se calienta, la celda genera voltaje a través de un efecto termo-pseudocapacitivo de GO y luego se descarga continuamente oxidando el ánodo PANI y reduciendo Fe ₃ ⁺ a Fe ₂ ⁺ bajo calentamiento isotérmico en el lado del cátodo hasta Fe ₃ ⁺ agotamiento. La conversión de energía funciona continuamente bajo calentamiento isotérmico durante todo el proceso de carga y descarga. El sistema se puede regenerar automáticamente cuando se enfría. Este mecanismo de regeneración química sinérgica permite la ciclabilidad del dispositivo.

El equipo es seleccionado como uno de los 16 finalistas de 300 solicitudes y uno de los dos únicos finalistas en Hong Kong que compiten en la Cumbre Regional Hello Tomorrow 2019. un concurso para que las empresas emergentes adapten su investigación a usos comerciales del mundo real, que tendrá lugar en Singapur este jueves (7 de noviembre).

La invención ganó el Campeonato en la Competencia de Emprendimiento DreamCatchers 100K de HKU 2018. El equipo ha establecido una empresa de nueva creación, Solución de alto rendimiento, que cuenta con la ayuda del Plan de apoyo a la puesta en marcha de tecnología para universidades (TSSSU). La compañía también se unió al programa de 3 años de Incu-Tech en el Parque Científico de Hong Kong y recibió sus primeros ingresos de los prototipos. El equipo ha participado en el primer roadshow del plan X del Foro de desarrollo de talentos en Great Bay Area organizado por la Fundación X de Hong Kong. También ha participado en el Entrepreneurship Forum en Bahrein, Oriente Medio.