V osnovi poznamo dva principa – če je vroča voda že prisotna pod zemljo, se črpa na površje in uporablja v ogrevalnih sistemih, za proizvodnjo elektrike in še kje, če je ni, pa se uporabi krožni sistem, pri katerem se voda najprej črpa pod zemljo, kjer se segreje, nato pa prečrpa spet nazaj na površje. Takšni sistemi so sicer dokaj praktični, vendar uporabni le v primeru, da je temperatura v njih nad 180 stopinj in ko ne gre za velike obrate.
Japonski znanstveniki so pred kratkim iznašli še tretji, bolj neposreden način. Izdelali so tako imenovane senzibilizirane toplotne celice (Sensitized Thermal Cells – STC), ki so sposobne generirati električno energijo pri temperaturah, nižjih od 100 stopinj Celzija in to brez »posrednika« v obliki pare ali vroče vode. STC je v bistvu baterija, sestavljena iz treh plasti različnih materialov, postavljenih med dve elektrodi. Obstaja elektronska prenosna plast (ETM), polprevodniška plast germanija in trdna elektrolitska plast, ki prenaša bakrove ione. Baterija deluje tako, da se jo zakoplje v vročo zemljo, kjer visoka temperatura vzbudi elektrone v polprevodnikih. Ti se prenesejo v prenosno plast ETM, ki jih preko elektrode posreduje zunanjemu vezju (uporabniku), nato pa preko druge elektrode nazaj v elektrolit. V elektrolitu stečeta procesa oksidacije in redukcije, s pomočjo katerega se nizkoenergetski elektroni pošljejo nazaj v polprevodnik in procese se lahko ponovi.
Ideja se zdi zanimiva, seveda pa se takoj pojavi vprašanje trajnosti oziroma kako dolgo lahko takšno kroženje elektronov traja. Testi so pokazali, da tako dolgo, dokler traja proces redukcije in oksidacije (redox). Ta je omejen, saj različne vrste bakrovih ionov končajo na različnih mestih znotraj elektrolita. A izkazalo se je, da je to težava, ki jo je mogoče dokaj preprosto odpraviti. Dovolj je, da se na to »baterijo«, zakopano v vročo zemljo, priključi nek porabnik in malce počaka…
»S takšno zasnovo bi toplota, ki se običajno šteje za nizkokakovostno energijo, postala velik obnovljiv vir energije,« pravi Sachiko Matsushita, vodilni raziskovalec v študiji. »Ni strahu pred sevanjem, ne uporablja drage nafte, pa tudi nestabilnosti proizvodnje energije, ki je prisotna v primerih sončne ali vetrne energije, ni.« Razvoj tehnologije proizvodnje električne energije s pomočjo STC je še v povojih, a prvi rezultati so zelo ohrabrujoči.
Študija je bila objavljena v publikaciji Journal of Materials Chemistry A.
Vir: Tokyo Tech
