說(shuō)到清潔可再生能源，人們第一時(shí)間想到的多是太陽(yáng)能、風(fēng)能和潮汐能之類。相比之下，地?zé)崮苁且粋€(gè)比較冷門(mén)的存在。即便如此，還是有許多研究團(tuán)隊(duì)在深入這方面的研究。從字面意義可知，地球本身就是一個(gè)“溫暖”的球體，地?zé)崾莵?lái)自地球內(nèi)部的一種能量資源。在澳大利亞、美國(guó)等諸多地區(qū)，都潛藏著豐富的地?zé)崮茉?。日前?strong>東京工業(yè)大學(xué)和SanohIndustrial的研究人員，剛剛開(kāi)發(fā)出了一種新型電池，特點(diǎn)是能夠直接將熱能轉(zhuǎn)化為電能。

（圖自：TokyoTech，viaNewAtlas）

地?zé)?，英文名稱：geotherm，是指地球熔巖向外的自然熱流，是來(lái)自地球內(nèi)部的一種熱能資源。地球內(nèi)部是一個(gè)巨大的熱庫(kù)，比如火山噴出的熔巖溫度高達(dá)1200℃～1300℃，天然溫泉的溫度大多在60℃以上，有的甚至高達(dá)100℃～140℃，這些來(lái)自地球內(nèi)部的熱量都可以轉(zhuǎn)化為能源。當(dāng)這種熱量滲出地表時(shí)，便成了地?zé)豳Y源。

據(jù)悉，大多數(shù)地?zé)嵯到y(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(guò)180℃（365℉）的高溫才能運(yùn)作，且難以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。相比之下，日本研究團(tuán)隊(duì)使用了更加直接的方法。

他們?cè)O(shè)計(jì)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(wú)需水或水蒸氣這樣的中間載體。

STC是由夾在兩個(gè)電極之間的三層材料所構(gòu)成的電池，包含了一個(gè)電子傳輸層（ETM）、一個(gè)半導(dǎo)體鍺層、以及一個(gè)傳輸銅離子的固體電解質(zhì)層。

將這種特殊設(shè)計(jì)的電池埋入熱地環(huán)境后，熱量可激發(fā)半導(dǎo)體中的電子，使之轉(zhuǎn)移到ETM。

然后通過(guò)電極的外部電路傳遞，最終經(jīng)由另一電極進(jìn)入電解質(zhì)——在那里發(fā)生氧化還原反應(yīng)、將低能電子帶回半導(dǎo)體、并開(kāi)啟新的循環(huán)。

（圖自：JournalofMaterialsChemistryA）

最初團(tuán)隊(duì)不確定STC設(shè)備能夠?qū)⑦@種循環(huán)維持多長(zhǎng)時(shí)間，是否能夠持續(xù)地運(yùn)行下去。但在測(cè)試過(guò)程中，他們找到了答案。

氧化還原反應(yīng)的最后，會(huì)導(dǎo)致循環(huán)的干涸，因?yàn)椴煌愋偷你~離子，終將在不同的地方停工。

有趣的是，團(tuán)隊(duì)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(wèn)題。然后便是打開(kāi)外部電路一段時(shí)間后，才能給它充電。團(tuán)隊(duì)表示，此舉有望實(shí)現(xiàn)STC裝置的“半永久性”供電。

首席研究員SachikoMatsushita稱：“借助這樣的設(shè)計(jì)，原先低利用率的地?zé)崮?，也可成為一種很有希望的可再生能源。你無(wú)需擔(dān)心輻射，不耗費(fèi)昂貴的石油，也無(wú)需依賴不穩(wěn)定的太陽(yáng)能或風(fēng)能?！?/p>

之后，研究團(tuán)隊(duì)將對(duì)其進(jìn)一步改進(jìn)，以盡快地投入實(shí)際使用。有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《材料化學(xué)A》期刊上。