工程师开发芯片将浪费的热量转化为可用的能量

据估计，每年美国消耗的能源中有三分之二被浪费为热量。以汽车发动机，笔记本电脑，手机，甚至冰箱为例，这些都会因过度使用而升温。

想象一下，如果你能捕获它们产生的热量并将其转化为更多的能量。

犹他大学机械工程副教授Mathieu Francoeur发现了一种通过创造硅芯片(也称为“装置”)从热量产生更多电力的方法，该芯片将更多的热辐射转换成电能。他的发现发表在最新一期Nature Nanotechnology上的论文“近场辐射传热装置”中。

研究人员之前已经确定，对于热辐射(热量)可以产生多少能量存在理论上的“黑体限制”。但是，Francoeur和他的团队已经证明，如果他们创造了一种设备，他们可以超越黑体极限并产生更多能量它使用两个非常靠近的硅表面。该团队生产了一个5mm×5mm的芯片(大约相当于橡皮头的尺寸)，两个硅晶片之间的纳米间隙仅为100纳米厚，或者是人类头发厚度的千分之一。当芯片处于真空状态时，它们加热一个表面并冷却另一个表面，这产生了可以发电的热通量。以这种方式创造能量的概念并不是唯一的，但是Francoeur和他的团队已经发现了一种方法，可以将两个硅表面以微观尺度均匀地靠近在一起，而不会相互接触。它们彼此越接近，它们产生的电量就越多。

“没有人可以发出比黑体限制更多的辐射，”他说。“但是当我们进入纳米尺度时，你可以。”

在未来，Francoeur设想这种技术不仅可以用于冷却便携式设备，如笔记本电脑和智能手机，还可以将热量传递到更长的电池寿命，可能多达50%。例如，一台6小时充电的笔记本电脑可能会增加到9小时。

这些芯片可用于通过增加太阳热量或汽车中的电量来提高太阳能电池板的效率，以从发动机获取热量来帮助为电气系统供电。它们还可以设计成适合植入式医疗设备，例如不需要可更换电池的起搏器。

另一个好处是，这种技术可以通过保持冷却和减少磨损来帮助改善计算机处理器的寿命，并且它将节省更多的能量，否则用于风扇以冷却处理器。Francoeur认为，这也有助于改善环境。

“你把热量作为电力回到系统中，”他说。“现在，我们只是将它倾倒在大气中。例如，它正在加热你的房间，然后你用你的AC为你的房间降温，这浪费了更多的能量。”

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