4 月 12 日，在新墨西哥州桑迪亚国家实验室的工程师们在几个小时内，利用一种新型发电系统，成功将电子回送至桑迪亚-柯克兰空军基地的电力网。这项小型概念验证测试于本月早些时候公布，表明该团队自 2007 年以来一直在调试的系统是稳定、可控且能够与电力网良好同步的。
该团队声称，这个新系统可能比现有发电系统更高效，它基于闭式布雷顿循环的热力学过程，工作原理类似于喷气发动机。大多数喷气发动机采用开式布雷顿循环。吸入的外部空气被压缩，然后与燃料一起加热，并通过涡轮膨胀。涡轮可以机械驱动发电机产生电能（如果是地面设备），或产生推力（如果是飞机）。
桑迪亚国家实验室的机械工程师 Darryn Fleming 说道：“过去我们只是发电，然后将其输送到电阻负载箱。那就像一个巨大的烤箱，将电能转化为热能。”“能够将电力回送回电网是该项目的关键成果。”
那么，布雷顿循环描述了哪些发动机操作？桑迪亚机械工程师 Logan Rapp，也是此次测试的参与者，解释道：“想象一下，你拿一根管道，将涡轮的[气体]出口与压缩机连接起来，让工作流体保持在一个循环中。这就是闭式布雷顿循环。”“它有相同的压缩机、涡轮和热交换器，但工作流体始终保持在管道内。”
该系统可以与多种气体一起工作，如空气、氦气、氮气。桑迪亚团队使用了超临界状态的二氧化碳，它有点像气体，也像液体。“它密度非常高，但也可以像气体一样通过涡轮膨胀，”Rapp 说。“所以，由于它密度很高，我们减少了压缩所需的工作量，这使我们能够达到更高的热电[转换]效率。”
为大多数现代科技供电的电力是通过基于蒸汽的朗肯循环产生的。煤炭等燃料被用来加热水产生蒸汽，然后蒸汽通过涡轮膨胀，将机械功转化为电能。但 Fleming 表示，该系统的热电效率约为 33%。通过使用高于 1070 psi 和 88 华氏度的超临界二氧化碳，“这样你就可以达到水的密度（70%），从而获得更高的系统效率。”这意味着与蒸汽系统相比，它能以更少的燃料产生更多的电力。
此外，Rapp 指出，他们的技术不依赖于特定的热源，因此不必与化石燃料耦合。“虽然有与天然气或煤炭耦合的提案，但我们得到了能源部核能部门的资助。所以我们正致力于将其与先进核反应堆耦合，”他说。“我们也与太阳能塔合作过，利用镜子将阳光聚焦到一个中央塔上进行加热。在这种应用中效果很好。”
他们还在积极研究是否可以将该技术与废热回收配对，即从钢铁和水泥厂的排气烟囱中捕获热量来为他们的布雷顿循环供能。
在测试中，他们使用了一个电加热器作为燃料来源来驱动循环，并采用了先进电梯电源电子器件的部件来调节和将测试循环产生的电能馈入电网。尽管这次他们消耗的能量比回送回电网的能量更多，但 Fleming 表示，这只是他们用来模拟系统运行的一种方式。
作为下一步，该团队希望将机器推向更高的功率水平、更高的温度和更高的涡轮速度。根据热力学定律，理论上提高这些因素将允许他们获得更高的热电效率。上次测试的效率为 35% 到 40%，但 Rapp 认为通过正确的配置，他们可以将其提高到 50%。此外，该团队还计划在来年进一步开发一些新的支持基础设施，例如此类系统所需的密封件和磁轴承。
