說到清潔可再生能源，人們第一時間想到的多是太陽能、風能和潮汐能之類。相比之下，地熱能是一個比較冷門的存在。即便如此，還是有許多研究團隊在深入這方面的研究，比如本文要為大家介紹的新型地熱能電池。從字面意義可知，地球本身就是一個“溫暖”的球體。在澳大利亞、美國等諸多地區(qū)，都潛藏著豐富的地熱能源。

（圖自：Tokyo Tech，via New Atlas）
 

東京工業(yè)大學和Sanoh Industrial的研究人員，剛剛開發(fā)出了一種新型電池，特點是能夠直接將熱能轉(zhuǎn)化為電能。

據(jù)悉，大多數(shù)地熱系統(tǒng)使用著地表下方幾公里處的熱巖加熱水。通常自然泵送到地面(或者人工抽送)，并在利用后泵回。遺憾的是，舊式系統(tǒng)需要超過180℃(365℉)的高溫才能運作，且難以實現(xiàn)擴展。相比之下，日本研究團隊使用了更加直接的方法。

他們設(shè)計了基于熱敏電池(STC)的新方案，能夠在低于100℃的溫度下發(fā)電，且無需水或水蒸氣這樣的中間載體。STC是由夾在兩個電極之間的三層材料所構(gòu)成的電池，包含了一個電子傳輸層(ETM)、一個半導體鍺層、以及一個傳輸銅離子的固體電解質(zhì)層。將這種特殊設(shè)計的電池埋入熱地環(huán)境后，熱量可激發(fā)半導體中的電子，使之轉(zhuǎn)移到ETM。然后通過電極的外部電路傳遞，最終經(jīng)由另一電極進入電解質(zhì)——在那里發(fā)生氧化還原反應、將低能電子帶回半導體、并開啟新的循環(huán)。

（圖自：Journal of Materials Chemistry A）

最初團隊不確定STC設(shè)備能夠?qū)⑦@種循環(huán)維持多長時間，是否能夠持續(xù)地運行下去。但在測試過程中，他們找到了答案。氧化還原反應的最后，會導致循環(huán)的干涸，因為不同類型的銅離子，終將在不同的地方停工。有趣的是，團隊驚訝地發(fā)現(xiàn)——只需將STC裝置埋在熱源中，即可解決這一問題。然后便是打開外部電路一段時間后，才能給它充電。

團隊表示，此舉有望實現(xiàn)STC裝置的“半永久性”供電。首席研究員Sachiko Matsushita稱：借助這樣的設(shè)計，原先低利用率的地熱能，也可成為一種很有希望的可再生能源。你無需擔心輻射，不耗費昂貴的石油，也無需依賴不穩(wěn)定的太陽能或風能。

之后，研究團隊將對其進一步改進，以盡快地投入實際使用。有關(guān)這項研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《材料化學A》期刊上。