Команда исследователей из Северо-Западного университета и Сеульского национального университета разработала термоэлектрический материал с чрезвычайно высокими эксплуатационными характеристиками в практической форме, и, согласно пресс-релизу , он может оказаться наиболее эффективным .
После устранения проблемы окисления, которая снижала производительность в предыдущих тестах, исследователи смогли получить высокий коэффициент конверсии, как описано в исследовании, опубликованном в журнале Nature Materials . Этот новый материал, очищенный селенид олова в поликристаллической форме, обладает всем необходимым, чтобы стать жизнеспособным материалом для преобразования отработанного тепла в электричество.
Как термоэлектрические системы вырабатывают электричество
Термоэлектричество — это увлекательный двусторонний механизм, который преобразует колебания температуры в электрическое напряжение и наоборот. Хотя в некоторых из них используются термоэлектрические устройства, например, в марсоходе НАСА Perseverance на Марсе, количество таких применений невелико.
Эти устройства не так популярны, как солнечные элементы, из-за серьезных препятствий в производстве. «Мы сосредоточены на разработке материала, который был бы недорогим и обладающим высокими характеристиками и продвигал бы термоэлектрические устройства к более широкому применению», — говорит Меркури Канатзидис , автор исследования, специализирующийся на разработке новых материалов.
Проще говоря, термоэлектрические системы вырабатывают электричество, используя температурный градиент. Когда одна сторона специального материала нагревается, это может привести к тому, что электроны начнут перемещаться с более теплой стороны на более холодную, что приведет к генерации электрического тока. Используя эту технологию, ученые смогут однажды помочь переработать энергию, которая в противном случае использовалась бы в виде тепла в электронике, электростанциях и двигателях.
Новый материал
В термоэлектриках эффективность преобразования отходящего тепла указывается его «добротностью», числом, известным как ZT. Чем выше число, тем лучше коэффициент конверсии, и в этом недавнем исследовании исследователи утверждают, что достигли рекордного ZT в 3,1.
«Это открывает двери для новых устройств, которые будут построены из гранул поликристаллического селенида олова, и будет изучено их применение», — говорит Канатзидис.
Например, термоэлектрический материал может найти применение в автомобильной промышленности, где значительный процент потенциальной энергии бензина уходит из выхлопных газов, или в отраслях тяжелой промышленности, таких как производство стекла и кирпича, нефтеперерабатывающие заводы, угольные и газовые электростанции.
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК