Белое каление вместо химии: тепловые батареи, которые меняют подход к энергоснабжению

В то время как многие системы используют горячий газ или расплавленные соли в металлических трубах, компания Fourth Power, основанная профессором MIT Асегуном Генри, переворачивает эту концепцию: здесь тепло передаётся с помощью жидкого металла и накапливается в углеродных кирпичах. Подход Генри позволил ему в 2017 году установить рекорд Гиннесса за насос для самой горячей жидкости, поскольку удвоение абсолютной температуры материала до белого каления увеличивает испускаемое им свечение не в два, а в 16 раз.

Компания преобразует это свечение в электричество с помощью термофотовольтаических элементов, работающих подобно солнечным батареям. Ранее Генри с коллегами установил ещё один рекорд, продемонстрировав лабораторную версию такого элемента с эффективностью более 40%. Fourth Power стремится использовать эти прорывные разработки для питания электросетей и энергоёмкой инфраструктуры, такой как центры обработки данных, обеспечивая от 10 до 100 часов работы при значительно меньшей стоимости хранения, чем у литий-ионных батарей.

Секрет системы кроется в сверхвысоких рабочих температурах — от 1900 до 2400 °C, что позволяет значительно увеличить плотность мощности и уменьшить размеры установки. Вместо традиционных металлов, чувствительных к нагреву, Генри использовал керамику и графит, решив проблему хрупкости материалов: разработанный им насос перекачивает расплавленное олово, которое не вступает в реакцию с углеродом, исключая коррозию.

Система Fourth Power заряжается, используя избыточную энергию для нагрева графитовых кирпичей до 2400 °C. При разрядке жидкое олово циркулирует через раскалённые кирпичи, а затем — к термофотовольтаическим элементам, которые преобразуют свечение в электричество. Модульная конструкция позволяет наращивать ёмкость хранения, а потери тепла составляют всего 1% в день. Уже в этом году компания планирует запустить демонстрационную установку, чтобы доказать, что предложенное решение дешевле и надёжнее литий-ионных аналогов.