作者：TokyoInstituteofTechnology

在一個能源消耗不斷上升的世界里，我們唯一的希望就是開發新的能源生產技術。盡管目前使用的可再生能源，如風能和太陽能，有其優點，但在我們的鼻子下面有一個巨大的，永久的，未開發的能源：地熱能。

利用地熱發電需要能夠利用地殼內部熱量的裝置。最近，由松下博士領導的東京理工大學的一個科學家小組在理解和發展敏化熱電池（STCs）方面取得了很大進展，這種電池可以在100℃或更低的溫度下發電。

目前已有幾種將熱能轉化為電能的方法，但它們的大規模應用是不可行的。例如，基于塞貝克效應的冷熱氧化還原電池和設備不可能簡單地將它們埋在熱源中并加以利用。

松下博士的研究小組以前曾報道過使用STCs利用作為一種染料敏化太陽能電池將熱量直接轉化為電能的新方法。他們還用半導體代替了染料，使系統可以用熱而不是光來工作。STC電池由三層夾在電極之間的層組成：電子傳輸層（ETM）、半導體層（鍺）和固體電解質層（銅離子）。簡言之，在半導體中，電子通過熱激發從低能態轉變為高能態，然后自然地轉移到ETM。然后，它們通過電極離開，通過外部電路，通過反電極，然后到達電解質。涉及銅離子的氧化和還原反應發生在電解質的兩個界面上，導致低能電子轉移到半導體層，從而使該過程重新開始，從而完成電路。

然而，當時還不清楚這種電池是否可以用作永久性發動機，或者電流是否會在某一點停止。在測試后，研究小組觀察到電流確實在一段時間后停止流動，并提出了一種解釋這種現象的機制。基本上，電流停止是因為電解質層的氧化還原反應由于不同類型銅離子的重新定位而停止。最重要的是，同樣令人驚訝的是，他們發現，只要打開外部電路一段時間，電池就能在有熱量的情況下自行恢復這種情況。“有了這樣的設計，通常被視為低質量能源的熱將成為一種偉大的可再生能源。”松下說。

由于其適用性、生態友好性和幫助解決全球能源危機的潛力，該團隊對他們的發現感到非常興奮。“沒有對輻射的恐懼，沒有對昂貴的石油的恐懼，沒有像依靠太陽或風那樣的發電不穩定，”松下評論道。這種電池的進一步改進將是未來研究的目標，希望有一天能在不損害地球的情況下解決人類的能源需求。