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美科學(xué)家研發(fā)多鐵性材料可將熱直接轉(zhuǎn)化為電

2012-01-26 17:40
中國材料進(jìn)展 2012年12期
關(guān)鍵詞:熱交換器馬氏體磁性

美國科學(xué)家開始探索使用名為多鐵性材料的金屬合金發(fā)生“相變”來直接將熱轉(zhuǎn)化為電。

美國明尼蘇達(dá)大學(xué)的理查德·詹姆斯領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)希望利用多鐵性材料中自然出現(xiàn)的相變代替水的相變來發(fā)電,他表示,讓水沸騰和冷凝需要龐大的壓力容器和熱交換器。

多鐵性材料一般都擁有鐵磁性、鐵電性或鐵彈性。鐵彈性的天然展示就是相變,即一種晶體結(jié)構(gòu)會突然變形為另一種,這種相變被稱為馬氏體相變。詹姆斯團(tuán)隊(duì)對赫斯勒合金進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),該合金的金屬雖然沒有磁性,但卻擁有驚人的磁性,也有馬氏體相變。

詹姆斯團(tuán)隊(duì)改變了赫斯勒合金Ni2MnSn的基本組成,讓其變身為Ni45Co5Mn40Sn10。詹姆斯表示:“Ni45Co5Mn40-Sn10是一種令人驚嘆的合金,低溫相沒有磁性,但高溫相卻擁有強(qiáng)磁性,就像發(fā)電廠中發(fā)生相變的水一樣。如果用小線圈環(huán)繞該合金,并通過相變加熱它,磁性的突變會在線圈產(chǎn)生電流。在這一過程中,合金會吸收一些潛熱,將熱直接變?yōu)殡?。?/p>

業(yè)內(nèi)認(rèn)為,這項(xiàng)技術(shù)將具有深遠(yuǎn)的影響,有望不再需要為發(fā)電廠配備龐大的壓力容器、運(yùn)送和加熱水的排水設(shè)施以及熱交換器。而且,這一原理也適用于地球上很多溫差小的熱源。詹姆斯說:“我們甚至能使用海洋表面和幾百米深處的溫差來發(fā)電?!?/p>

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