Реликт ядерной программы предоставит чистую энергию для умного дома
Термионика — это способ преобразования тепла в электричество, созданный в 60–70 гг., в первую очередь для применения в ядерных космических программах. В термионном устройстве электроны испаряются с тёплого катода в вакууме и улавливаются холодным анодом, генерируя электрический ток.
«Как часть космической программы, термионика привлекла громадной интерес из-за её высокой эффективности и снабжаемой мощности, — поведал Джаред Шведе (Jared Schwede). — Но по окончании закрытия программы в 1973 г. термионика появилась в опале и купила репутацию разработки, проверенной и отвергнутой в прошлом».
В прошлом году Шведе и его сотрудник по Стэнфордскому университету, Дэниэль Райли (Daniel Riley), присоединились к программе Cyclotron Road Национальной Берклиевской Лаборатории (Berkeley Lab) и их работа над новым поколением термионных генераторов взяла долгожданный импульс благодаря Андреасу Шмидту (Andreas Schmid). Данный сотрудник Berkeley Lab внес предложение им применять спин-поляризованный электронный микроскоп (Spin-Polarized Low-Energy Electron Microscopе, SPLEEM), установленный в центре Molecular Foundry.
«Данный микроскоп рекомендован для визуализации поверхностной намагниченности… Джареду и Дэну требовалось выявлять совсем второе поверхностное свойство, которое именуется работа выхода. Я предполагал, что данный микроскоп чувствителен к нему, но сюрпризом стало, что это может оказать помощь сконструировать новый электрический генератор», — комментирует Шмидт.
Сравнительно не так давно полученный грант (3,8 миллионов. от ARPA-E) разрешит создать убедительные прототипы термионных устройств, генерирующих чистую энергию из любых источников. Для коммерческого продвижения собственной части проекта, предусматривающего сотрудничество с инженерами из Стэнфорда, Калифорнийского университета в Беркли и Пенсильванского университета, Райли и Шведе основали стартап, Spark Thermionics. Они рассчитывают в конечном итоге предложить маленькое, умещающееся на столе модульное устройство, которое возможно будет легко масштабировать от нескольких ватт до милионов ватт.
Будущий генератор может применяеться в качестве компонента объединённой теплоэнергетической совокупности умного дома.
«Нагревая воду дома всего до 80 °С вы в большинстве случаев используете пламя газа с температурой более чем 2000 °C. С термодинамической возможности вся эта энергия выкидывается на ветер, — утверждает Райли. — Отечественное термионное устройство может генерировать электричество для дома и применять теряемое тепло для его обогрева, повышая неспециализированную эффективность и значительно снижая выбросы углекислого газа».