日本研發新型地熱能電池，無需高溫也能有效發電

相較於太陽能與離岸風電，地熱是較為冷門的再生能源系統，這可能是因為開發難度跟成本較高的原因，而現在日本科學家讓地熱更加親民了，他們研發出「地熱電池」，可直接將熱能轉換成電力，不再需要經過蒸氣來發電。

地熱發電跟蒸汽發電原理類似，首先透過鑽井技術將地下高溫泉水及高壓蒸汽取至地表，推動渦輪機發電後，泉水再回灌地下重新加熱，終而復始，雖然說地熱穩定，可以當作基載電力，也不需要燃料與鍋爐，運轉成本較低，但是前期的探勘、鑽井成本非常昂貴，也需要超過 180°C 的工作環境，開發難度高。

不過未來開發地熱有另一種選擇了，日本東京工業大學與三櫻工業攜手合作，帶來更直接、快速的方法，他們設計出能夠在 100°C 以下發電的敏化熱電池（sensitized thermal cells，STC），而且是直接轉換成電力，不需要透過熱水、高壓水蒸氣等中間載體。

其中 STC 是由陰陽兩極、電子傳輸層、鍺半導體與負責傳遞銅離子的固態電解質組成的多層電池，只要將電池埋入地底，受熱後就能將鍺半導體中的電子激發至激發態，然後再轉移到電子傳輸層。之後會電子再經由電極與外部電路轉移至相對電極，並在電解質產生氧化還原反應發電，最後將低能電子（low-energy electrons）帶回鍺半導體中後，就能開啟下一回合。

不過既然是電池，是不是就需要充電，無法像傳統的地熱發電一樣能當作基載電力？對此，團隊認為不需擔心，他們在實驗中確實有觀測到電池「沒有電」的情形，而這是因為不同類型的銅離子遷移，導致電解質層的氧化還原反應中止，只要打開外部電路加熱電池，就能讓電池自動恢復。

這項技術還是可以長久地供電，團隊甚至認為可以達到「半永久性」。東京工業大學材料與化學科技助理教授松下洋子（Matsushita Sachiko）表示，藉由新型熱電池，或許能讓地熱改頭換面，讓人們不用擔心輻射與昂貴的石油，也不需依賴間歇性的太陽能與風力發電。

Source：科技新報

圖片聲明：封面圖片來自正版圖片庫——拍信網。

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