数十年前被废弃的卫星供电技术已被重新发明，可以与传统发电站合作，帮助他们更有效地将热能转化为电能，这意味着我们需要更少的化石燃料来燃烧发电。纳米能源的一项新研究提出了一种原型能量转换器，它使用石墨烯代替金属，使其效率几乎提高了七倍。
这项由斯坦福大学Roger Howe教授领导的研究背后的研究人员表示，新材料可以重新点燃热离子能量转换领域，改善我们的发电方式，减少这一过程对环境的影响。
能源是当今社会面临的最具挑战性的问题之一，估计有12亿人无法获得电力。热能是世界上最丰富，最便宜和最广泛使用的能源之一，但它是采用旧技术收获的：美国80%以上的电力来自基于19世纪的机械热力发动机和涡轮机。只能在大型发电站使用的技术。
或者，热离子能量转换器（TEC）可以更有效地将热量转换为电力，而不需要通过热电子发射现象的大型昂贵设备。TECs最初是在20世纪50年代开发的，用于太空计划，但科学家们还没有设法使TECs足够有效地应用于工业电力生产。现在，借助现代材料和方法，可以显着提高效率。
TEC由两个电极组成，即发射极和集电极，由小的真空间隙隔开。研究人员测试了使用单片碳原子 - 石墨烯 - 而不是钨作为收集器材料制成的原型TEC。他们发现新材料提高了TEC的效率，使其在1000℃时将热量转化为电能的效率提高了6.7倍
“TEC技术非常令人兴奋。随着效率的提高，我们希望看到一个巨大的市场，”主要作者，来自斯坦福大学的袁宏远博士评论道。“TECs不仅可以帮助提高发电站的效率，因此对环境的影响更小，但它们也可以应用于太阳能电池等分布式系统。未来，我们预计可以产生1-2千瓦的电力来自水锅炉，这可能会为你的房子提供部分电力。“
现有的TEC技术面临两个障碍：阳极表面的高能量损失，导致输出电压降低，以及对集电极和发射极之间的间隙中移动的电子的高电阻，导致输出电流减小。这款新原型首次同时解决了这两个问题。该研究的结果显示，能量转换的电子效率为9.8% - 迄今为止在1000℃时的最高效率。
该技术尚未准备好在发电站或人们家中使用 - 原型工作在真空室但不在正常环境中。研究人员正在研究真空封装的TEC，以测试该技术在实际应用中的可靠性和效率。
“这个原型只是第一步 - 还有很多工作要做，”袁博士说。“但到目前为止，我们的结果很有希望，反映了现代材料科学与老式能源技术之间的幸福结合，这为重新激发热电子能量转换领域提供了途径。