在一个世界充满着不断变化的科技创新中，我们经常会遇到那些能够改变游戏规则的瞬间。近日，据《科技日报》，中国科学院理化技术研究所近日成功研制了国际首套百千瓦级自由活塞热声斯特林发电样机。

热声斯特林发电机

斯特林发动机，这个名字对许多人来说可能并不陌生。这种发动机最早由苏格兰牧师罗伯特·斯特林在19世纪发明，是一种封闭循环热机。所谓闭循环，就是膨胀和压缩介质一直保存在气缸内；而开循环，如内燃机则需要与外界交换气体。斯特林发动机通过气体吸收热源内能，热胀冷缩做功，接触冷源后气体压缩，让活塞复位，循环往复，机内气体始终处于封闭中，转换效率可以高达80%。

热声斯特林发动机是利用声波压力让气体压缩和膨胀，从而实现声功输出的热机，其特点是结构简单，没有复杂的机械部件，运行安静，维护方便，寿命长。

美国宇航局NASA在2020年申请了一项专利LEW-TOPS-80，提出了一个在太空中利用热声斯特林发动机和交流发电机产生电能的系统方案，但迄今为止，尚未公开任何原型机或具体性能指标，这意味着他们可能是在秘密的开发之中，要不然就是根本就没有当回事？

热声斯特林发电机运行安静、高效、可靠，而且可以使用各种类型的热源，包括太阳能、废热和生物质等，所以在一些对噪音有严格要求的领域非常有用，比如潜艇和飞船等。但热声斯特林发电机需要高压氦气作为工作介质，由于存在复杂的热动力学问题及高难度加工技术，单机功率一直难以提高，这也让它变成现实应用非常困难。

我国成功研制

自由活塞热声斯特林发电技术是一种新型发电技术，具有高效、紧凑、静音、可靠等突出优点，但是存在复杂的热动力学问题。

基于上述技术研制的发电机主要由自由活塞热声发动机和直线电机两部分组成，发动机主要包含加热器、热声换能器、冷却器等，直线电机则主要包括动力活塞、永磁体、线圈等部件。

在最近的测试中，这款热声斯特林发电机在530摄氏度的热源中产生了惊人的102千瓦功率，热电转化效率约为28％，是这种发电机首次突破100千瓦的功率，被认为是实际应用的突破和里程碑。如果使用更高温的600摄氏度热流体，效率更可达到34％。

该样机的研制成功使我国成为国际上首个掌握大功率自由活塞热声斯特林发电研制技术的国家。

中国科学院理化所研究员胡剑英表示，自由活塞热声斯特林发电机功率的突破极大拓展了其应用领域，使之成为太阳能热发电、生物质发电及分布式能源领域具有广泛应用前景的新一代能源动力转换技术。

尽管中国科学院尚未发布这一技术的详细论文，但这一突破已经引起了全球科技界的广泛关注。

人们对于这项技术未来的应用和发展充满了期待，无论是在可持续能源领域，还是在深海和太空探索中，这种新型热声斯特林发电机都预示着一个崭新的时代的来临。

未来意义重大

中国科学院物理化学研究所在这一项目中的作用不可忽视。作为这项技术的发展中心，该研究所汇集了众多顶尖科学家和先进设备，为这一创新提供了坚实的基础。而且，这项技术的成功也展现了中国在科研方面的系统性和深度，反映了中国科研体系的成熟和高效。

在中美科技竞争的大背景下，这一技术的突破不仅仅是科技成就，更是国际科技实力对比的一个重要指标。它证明了中国在高科技领域的实力，尤其是在能源和动力系统领域的领先地位。

展望未来，这种热声斯特林发电机在多个领域的应用潜力巨大。在可持续能源领域，它可以作为一种高效的能源转换设备，为未来的清洁能源发展做出贡献。在深海探索领域，它能够为潜艇提供更为可靠和高效的动力系统。在太空探索领域，这种发电机的高效率和稳定性使其成为探测器和太空船的理想能源方案。

虽然这项技术目前仍处于发展阶段，但其在国际科技舞台上的亮相无疑为中国科技的未来描绘了一幅光明的图景。随着更多细节的披露和技术的进一步成熟，我们有理由期待这种先进的热声斯特林发电机在未来的科技革命中发挥关键作用，为人类探索未知领域提供强大的动力。

文章来源： 徐德文科学频道，IT之家，糖糖吃糖呀