Новые публикации
Создан самый эффективный термоэлектрик
Последняя редакция: 16.10.2021
Весь контент Web2Health проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
Химики из Северо-Западного университета разработали уникальный термоэлектрический материал, который преобразует тепло в электричество.
Он является лучшим материалом в своем роде - его эффективность в два раза выше всех известных доселе подобных материалов. Данное открытие может иметь очень большое значение для развития мировой промышленности, если учесть, что две трети производимой для нужд человека энергии теряется в виде тепла. Результаты работы исследователей опубликованы на страницах журнала «Nature».
Согласно данной статье, новый материал состоит из зёрен теллурида свинца и теллурида стронция, а также небольшого количества натрия. Этот экологически стабильный материал может конвертировать от 15 до 20 процентов вырабатываемого при производстве энергии тепла в полезную электроэнергию.
Новый материал может использоваться в автомобильной и тяжелой промышленности (например, при производстве стекла, кирпичей, на нефтеперерабатывающих заводах, на угольных и газовых электростанциях). Кроме того, эффективный термоэлектрик может быть использован на больших кораблях и танкерах, где непрерывно работают большие двигатели внутреннего сгорания.
"Наша термоэлектрическая система является самой эффективной в мире при любых температурах, - утверждает Меркури Канатцидис, руководитель проекта и ведущий автор статьи в журнале «Nature». - Этот материал может конвертировать тепло в электроэнергию эффективнее, чем любой друго". "Нас часто спрашивают, как решить проблему энергосбережения, - добавляет коллега Канатцидиса Винаяк Дравид. - Но универсального решения не существует, решение должно быть комплексным. Термоэлектрики не могут решить всех проблем энергетики, но это важная часть комплексного подхода".
Термоэлектрики – это вещества, которые имеют способность вырабатывать электричество при разных температурах в разных зонах материала. Эффективность такого преобразования определяют два требования, которые во многом противоречат друг другу. Эффективный термоэлектрик должен как можно лучше проводить электричество и при этом как можно хуже проводить тепло.
Вещество с очень низким сопротивлением не будет эффективным термоэлектриком, если оно хорошо проводит тепло. Чтобы добиться низкой теплопроводности при высокой электрической проводимости, учёные модифицировали структуру материала.
Специалисты взяли за основу классический термоэлектрик - теллурид свинца (PbTe) и добавили туда вкрапления нанокристаллов теллурида стронция. Они нарушили упорядоченную структуру материала, но не затронули электрическую проводимость, а значит и его теплопроводность.
Результат порадовал ученых и, возможно, вскоре порадует автомобилестроительные компании, нефтеперерабатывающие заводы и прочие промышленные объекты, которым новый материал может помочь уменьшить энергозатраты.