日本研發「地熱電池」熱能轉電力 自動充電達「半永久性」
▲地熱發電開發難度與成本較高，但相當穩定。（圖／翻攝自維基百科）
日本東京工業大學（Tokyo Institute of Technology）與三櫻工業（Sanoh Industrial）合作，設計出能夠在 100°C 以下發電的敏化熱電池（sensitized thermal cells，STC），只要埋在熱源中就能自動充電，不需要透過熱水、高壓水蒸氣等中間載體，因此被研究團隊認爲可達到「半永久性」。
相較於敏化熱電池，地熱發電是透過鑽井技術將地下高溫泉水及高壓蒸氣取至地表，推動渦輪機發電後，泉水再回灌地下重新加熱，反覆循環下去。雖然地熱相當穩定，可當作基載電力，也不需燃料和鍋爐，運轉成本低，但前期的探勘、鑽井成本相當高，也需超過 180°C 的工作環境，開發難度因此較高。
▲地熱電池包含電子傳輸層（ETM）、半導體鍺層及傳輸銅離子的固體電解質層。（示意圖／翻攝自東京工業大學官網）
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，藉由敏化熱電池，或許能讓地熱以全新的形式出現，讓人們不再擔心輻射以及昂貴的石油，也不需依賴間歇性的太陽能與風力發電。
敏化熱電池是由夾在2個電極間的3層材料所組成的電池，包含1個電子傳輸層（ETM）、1個半導體鍺層及1個傳輸銅離子的固體電解質層。研究團隊將電池埋進地熱環境後，熱量可激發半導體中的電子，然後轉移到 ETM，經由另一電極進入電解質，併發生氧化還原反應，將低能電子帶回半導體，再重新循環。
然而，不同類型的銅離子移動，會造成電解質層的氧化還原反應停止，但研究人員發現，只要將敏化熱電池埋在熱源中，打開外部的電路加熱電池，就能讓電池自動充電，因此他們認爲這項技術可達到半永久性。