天然橡膠伸縮驅動低溫熱能轉換,實現動力與電力回收

 

刊登日期:2025/9/16
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日本東北大學與法國里昂國立應用科學院(INSA Lyon)、法國國立科學研究中心(CNRS)的研究團隊成功利用天然橡膠會隨溫度變化伸縮的特性,從低於200℃的低溫廢熱中取得高效率的動力能量。此系統亦可將動能進一步轉換為電能,藉此可望成為一種新型熱電轉換技術,達到進一步的普及應用。
 
此次研究團隊提出的「熱能-動能轉換機構」是透過控制熱交換器內的作動流體溫度,將其導入於天然橡膠管中進行加熱與冷卻,藉此讓橡膠產生伸縮變形,驅動可動部件進行往復運動。天然橡膠管分別安裝在可動部的上下兩端,並讓兩端的加熱與冷卻錯開半個周期,藉此從兩側產生驅動力。
 
實驗中,研究團隊測得最大能量密度為每立方公分150毫焦耳,相當於機器輸出功率約120毫瓦。此項轉換是在僅25℃的溫差條件下完成,顯示非常適合應用於低溫廢熱回收。
 
此次研究所得之推力超過100牛頓、位移量超過20毫米,與現有的發電機(如交流發電機)操作條件相容,故可知此項技術具有將熱能透過動能間接轉換為電能的潛力。今後研究團隊將致力於提升熱交換器效率與減少機械摩擦造成的能量損失,並著手建構能夠有效將廢熱轉為有用能量的應用系統。

資料來源: https://chemicaldaily.com/archives/686902
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