Som et land vil mer enn halvparten av det vi bruker på energi, kaste bort, ifølge en rapport fra Lawrence Livermore National Laboratory.
En av de viktigste skyldige er varmen. Fabrikker, som stålfabrikker, avgir en enorm mengde energi i form av varme - men den varmen slipper nesten alltid ut i atmosfæren, der den ikke kan gjøre så mye bra.
Men et team av forskere som samarbeider mellom Massachusetts Institute of Technology og Stanford University, har utviklet en ny type batteri som kan hjelpe med å utnytte varmeutblåsningen og trakte den tilbake i nettet, og dra nytte av et mindre kjent prinsipp kalt den termogalvaniske effekten.
Til nå har hoveddelen av forskningen rundt konvertering av spillvarme fokusert på termoelektrisk kraft. For eksempel har termoelektriske generatorer økt popularitet de siste årene. Systemene flytter elektroner fra den varme siden av et ledende materiale, for eksempel metall, til den kule siden; en gang der, kan elektronene konverteres til en strøm til strømapparater eller lade et batteri. Generatorene er vant til å drive ting som radio og telemetri-systemer på gassrørledninger, som sikkerhetskopieringskilder for ubemannede forskningssteder, og til og med som den fornybare kraftkilden på Mars Curiosity rover.
Systemet er så velkjent og godt undersøkt at det allerede brukes i forbrukervendte produkter, inkludert den populære BioLite CampStove.
Men ifølge Yi Cui, en førsteamanuensis ved Stanford som hjalp til med å lede utviklingen på det nye batteriet, kan ikke termoelektriske generatorer høste energi tilstrekkelig fra store anlegg og fabrikker som ikke går så varmt som for eksempel et bål.
Spillvarmen som kommer fra en stålfabrikk er for eksempel ikke varm nok (eller batteriet kan ikke kjøles ned nok) for at en termoelektrisk reaksjon skal fungere.
I samarbeid med et team hos MIT ledet av Gang Chen, en forsker med en dyp bakgrunn innen termoelektrikk, utviklet Cui i stedet et batteri designet spesielt med såkalt "lavgradig" varme i tankene.
Det nye konseptet er sentrert rundt et ganske standard vannbasert batteri med en positiv og negativ elektrode. Teamet plasserte et tomt batteri i et område med mye spillvarme og begynte deretter å lade det. Når batteriet var fulladet, avkjølte de det til romtemperatur, på hvilket tidspunkt det ble utladet - og det avkjølte batteriet kan tømme mer energi enn det ble satt inn i det.
Det er det termogalvaniske fenomenet på jobb.
"En temperaturendring medfører en endring i fri energi, og strømstyrken endrer seg mye, " sier Cui. Faktisk tar batteriet energi fra spillvarmen - ellers bortkastet energi som kan føres tilbake i nettet.
Batteriene, i motsetning til termoelektriske systemer, kan for øyeblikket ikke gå helt av nettet, siden de krever likestrøm for å lade. Meningen er at du må hente mindre strøm fra nettet for å gjøre det.
Teamet eksperimenterer fortsatt med hvor raskt den kan varme og avkjøle batteriene og hvor mange ganger en celle kan sykles før den brukes. I laboratoriet tar det et par timer før batteriet har fullført en ladesladingssyklus. Teamet har ikke presset noen eneste celle gjennom mer enn 50 sykluser.
Akkurat nå har vi ikke en klar følelse av hvor mye kraft et system som Cui kan produsere. Cui ser for seg en krets med flere celler som kan installeres på en fabrikk. Når temperaturen til en celle stiger fra eksponering for spillvarme, beveger en annen seg inn i kjølesyklusen.
"Halvparten av dem lader i en høy temperatur, og halvparten av dem lader opp på en lav temperatur, " sier han.
For øyeblikket er det primære målet fabrikkprodusert spillvarme, men Cui mener at systemet kan brukes andre steder i fremtiden. Teamet kan også eksperimentere med andre batterimaterialer som kan gjøre det mulig å bruke den termogalvaniske effekten på høyere varmenivåer, for eksempel de som produseres av en peis eller en ovn.
I en tid hvor energihøstingssystemer allerede begynner å bli vanlig i utlandet, kan systemer som Cui være uvurderlige for å utforske nye energireder i USA. I løpet av de neste årene vil varme fra London Underground brukes til å varme opp rundt 1400 hjem. Og mye av Danmarks energi kommer fra spillvarme.
Med oppfinnelser som dette, kan vi begynne å ta igjen.
