第1个回答 2011-06-28
在车辆和建筑物中，直接利用废热发电的可行性变得越来越大。
位于德国慕尼黑的宝马公司是世界知名的汽车制造商，在该公司一个研究小组组长莱纳·里克特博士所驾驶的试验汽车上，排气管有点与众不同。这辆车安装了一个特殊装置，用于获取正常情况下通过排气装置流失的部分热量，并将其转化成电能。
汽车发动机浪费大量的热能，据估计，汽油中所含的势能，60％都会由发动机以热能的形式排放或辐射掉。虽然这其中的一部分可以被吹回汽车里，用于在寒冷的天气里供驾乘人员取暖，但是大部分热能都流失了。这也是宝马公司在试验汽车的排气系统上安装热电发电机的原因。
发电机利用塞贝克效应将热能转化为电能，塞贝克效应是以物理学家托马斯·约翰·塞贝克的名字命名的，他在1821年发现在两块邻接的金属上加上温差时，产生了小的电压。这导致了热电偶的产生，热电偶是现在广泛用于测量温差的装置。但是，这种效应也可以应用于发电机，这种想法可以追溯到20世纪50年代，当时将热偶发电机放在煤油灯上，用于为远距离无电地区的无线电装置供电。最近，从钚放射性衰变获得热能的热偶发电机已经用于太空船上，例如“旅行者”空间探测器。钚动力热偶发电机也已经用于为偏远地区的灯塔和无线电导航台供电。
虽然热偶发电机的原理相当简单，并且几乎不需要维护，但是其生产能力并不是很高。里克特博士说，在汽车发动机温度下，热偶发电机只能将6％-8％的热能转化为电能，不过他深信新材料将会使热电发电机的效率大大提高。为了做好准备，他已经开始研发可以内置在排气装置内部但是不会影响发动机性能的系统。
在试验汽车的这个系统中有一个箱子，热的气体在箱子里被分割，流过一系列的管子，这一系列管子的内部涂上了一种热电半导体——碲化铅。在管子的外面，用一些由发动机促成循环的冷却剂进行冷却。里克特博士说，当汽车以大约130公里每小时（80英里每小时）的速度行驶时，这个系统的工作情况最好。在这一速度下，仪表板上的仪表显示该发电机产生150瓦的电力，这足以点亮几个家用灯泡，但是远低于一辆现代汽车所需要的600-700瓦的电力。
但是，使用能产生更多电能的更好的热电材料，有可能在某个时间停用汽车的交流发电机（这一装置由发动机驱动，产生电能）。里克特博士认为使用这种方法进行热电发电可以减少大约5％的燃料消耗，他希望在2013年之前能将此技术应用于生产线的汽车中。
可以实现这项新技术的新材料已经出现在研究工作实验室中，例如俄亥俄州立大学的约瑟夫·赫里曼斯博士和他的同事最近完成了一项研究，他们通过在碲化铅中掺入铊，使碲化铅的能量转化翻了一番。这种新材料在典型的汽车发动机温度范围内特别有效。
不只是汽车才可以从这项技术中受益，赫里曼斯博士认为，热电发电机将会应用于任何有热损失的地方，例如住家、办公室或者工厂的烟囱中。热电发电机也可以用于发展中国家，通过炉子或明火发电。