Нові публікації
Створено найефективніший термоелектрик
Останній перегляд: 01.07.2025
Весь контент iLive перевіряється медичними експертами, щоб забезпечити максимально можливу точність і відповідність фактам.
У нас є строгі правила щодо вибору джерел інформації та ми посилаємося тільки на авторитетні сайти, академічні дослідницькі інститути і, по можливості, доведені медичні дослідження. Зверніть увагу, що цифри в дужках ([1], [2] і т. д.) є інтерактивними посиланнями на такі дослідження.
Якщо ви вважаєте, що який-небудь з наших матеріалів є неточним, застарілим або іншим чином сумнівним, виберіть його і натисніть Ctrl + Enter.
Хіміки з Північно-Західного університету розробили унікальний термоелектричний матеріал, який перетворює тепло на електрику.
Це найкращий матеріал у своєму роді – його ефективність вдвічі вища, ніж у всіх відомих раніше подібних матеріалів. Це відкриття може бути дуже важливим для розвитку світової промисловості, якщо врахувати, що дві третини енергії, що виробляється для потреб людини, втрачається у вигляді тепла. Результати роботи дослідників опубліковані в журналі «Nature».
Згідно з статтею, новий матеріал складається з зерен телуриду свинцю та телуриду стронцію, а також невеликої кількості натрію. Цей екологічно стабільний матеріал може перетворювати від 15 до 20 відсотків тепла, що утворюється під час виробництва енергії, на корисну електроенергію.
Новий матеріал може бути використаний в автомобільній та важкій промисловості (наприклад, у виробництві скла, цегли, на нафтопереробних заводах, вугільних та газових електростанціях). Крім того, ефективний термоелектрик може бути використаний на великих кораблях та танкерах, де постійно працюють потужні двигуни внутрішнього згоряння.
«Наша термоелектрична система є найефективнішою у світі за будь-якої температури», — каже Мерк’юрі Канатзідіс, керівник проєкту та провідний автор статті в Nature. «Цей матеріал може перетворювати тепло на електрику ефективніше, ніж будь-який інший». «Нас часто запитують, як вирішити проблему енергозбереження», — додає колега Канатзідіса Вінаяк Дравід. «Але універсального рішення не існує; рішення має бути комплексним. Термоелектрика не може вирішити всі енергетичні проблеми, але вона є важливою частиною комплексного підходу».
Термоелектрики – це речовини, які мають здатність генерувати електрику за різних температур у різних зонах матеріалу. Ефективність такого перетворення визначається двома вимогами, які значною мірою суперечать одна одній. Ефективний термоелектрик повинен якомога краще проводити електрику та якомога гірше проводити тепло.
Речовина з дуже низьким опором не буде ефективним термоелектриком, якщо вона добре проводить тепло. Щоб досягти низької теплопровідності з високою електропровідністю, вчені модифікували структуру матеріалу.
За основу фахівці взяли класичний термоелектричний матеріал телурид свинцю (PbTe) та додали включення нанокристалів телуриду стронцію. Вони порушили впорядковану структуру матеріалу, але не вплинули на його електропровідність, а отже, і на теплопровідність.
Результат порадував вчених і незабаром може порадувати виробників автомобілів, нафтопереробні заводи та інші промислові об'єкти, де новий матеріал може допомогти знизити витрати енергії.