Magnetokalorisella ilmiöllä lämmöstä sähköä

A

Aate

New member
Ferromagneettisilla materiaaleilla on Curien piste (Curien lämpötila)  jossa ferromagneettinen aine muuttuu paramagneettiseksi. Curien pisteessä tapahtuu toisen kertaluvun faasitransitio.

Magnetokalorisessa ilmiössä  magneettikenttään joutuessaan kappale lämpenee ja poistuessaan jäähtyy. Erityisesti ilmiö on huomattavasti voimakkaamakas gadoliniumin Gd5(Si2Ge2) -seoksella.  (+13....+20 C lämpötiloissa)

magnetokalorista ilmiötä voidaan myös käyttää energian tuotantoon.(verta jääkaappi vs. ORC rankin tai Seebeck-ilmiö vs. Peltier-ilmiö).  Tuodaan gadolinium kohtioon kylmää +14°C ja kuuma 
+ 25°C vuorotellen jolloin saadaan aikaan magneettikentän tai rakenteen muutosta josta saadaan energiaa.

esim.

Gadolium kohtiot on muokattu kehälle liuskoiksi/lamelleiksi jotka ovat kiinnitetty yhteiseen akseliin. Liuskojen väliin tuodaan kylmä ja kuuma vesi vuorotellen. Lisäksi on staattori jossa ovat kiinteät magneetit. Staatori pysyy paikalla ja akseli jossa Gadolium liuska on pyörii. Pyörivältä akselilta voidaan ottaa energiaa normaalilla sähkögeneraattorilla.
 
K

kotte

Well-known member
Pärjänneekö tuo voimakoneena ollenkaan vastaavalla lämpötilaerolla toimivan stirlingmoottorin hyötysuhteelle (jolle sillekin voi olla vaikea saavuttaa edes prosentin hyötysuhdetta, teoreettinen Carnot-maksimihyötysuhdekin on vain joitakin prosentteja)?
 
A

Aate

New member
Pärjänneekö tuo voimakoneena ollenkaan vastaavalla lämpötilaerolla toimivan stirlingmoottorin hyötysuhteelle (jolle sillekin voi olla vaikea saavuttaa edes prosentin hyötysuhdetta, teoreettinen Carnot-maksimihyötysuhdekin on vain joitakin prosentteja)?

Ilmeisesti noilla jääkaapeilla mitä ollaan tehty magnetokaloriseen ilmiöön perustuen päästään Carnon maksimihyötysuhteen yläpuolelle reilusti koska magnetokalorinen ilmiö on reversiibeli eli ennalleen palautuva prosessi. Energiaa ei häviä jäähdytinmagneetin magnetisoituessa eikä magneettisuuden poistuessa.

Syy miksi noita ei ole meillä jo käytössä johtuu siitä että ei löydy ainetta jonka Curien piste soveltuisi jääkaapeihin eli vasta viime aikoina ollaan päästy + 13 C jäähdytyslämpötilaan mutta ei tuolla mitään jääkaapia saa aikaiseksi.

Ilmastointi yrityksiä kuitenkin asia jo kiinnostaa koska päästään eroon kylmäaineista ja saadaan parempi hyötysuhde kuin perinteisillä lämpöpumpuilla.

Tuo ajatus ilmiön valjastamisesta avaa uusia näköaloja mikäli tuolla saadaan yhtään puristettua energiaa noilla +20 C pinnoissa olevilla Curien pisteillä joita löytyy oheista aineilta ja yhdisteiltä.

Gd, FeRh, Gd5(SixGe1-x) x=0.5, La(Fe0.88Si0.12)13H1.0 näitä on lisää jonkinlainen lista nykyään tiedossa.
 
K

kotte

Well-known member
Aate sanoi:
Ilmeisesti noilla jääkaapeilla mitä ollaan tehty magnetokaloriseen ilmiöön perustuen päästään Carnon maksimihyötysuhteen yläpuolelle reilusti koska magnetokalorinen ilmiö on reversiibeli eli ennalleen palautuva prosessi. Energiaa ei häviä jäähdytinmagneetin magnetisoituessa eikä magneettisuuden poistuessa.
Klikkaa laajentaaksesi...

Jos tuo pitää (pitäisi?) paikkaansa, tässä on (olisi?) oiva komponentti ns. toisen asteen ikiliikkujan rakenneosaksi (jolla siis voisi pumpata ympäristön entropiaa välivaiheiden kautta sähköksi).
 
A

Aate

New member
Niin ei tuolla ilmiöllä yli 1:n päästä :)

http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_refrigeration
http://www.uta.edu/physics/main/phys_news/colloquia/2010/fall2010/talks/EBruck.pdf
 
Ylös