Створено найефективніший термоелектриків
Останній перегляд: 16.10.2021
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 в електрику.
Він є найкращим матеріалом в своєму роді - його ефективність в два рази вище всіх відомих досі подібних матеріалів. Дане відкриття може мати дуже велике значення для розвитку світової промисловості, якщо врахувати, що дві третини виробленої для потреб людини енергії втрачається у вигляді тепла. Результати роботи дослідників опубліковані на сторінках журналу «Nature».
Згідно з цією статтею, новий матеріал складається з зерен телуриду свинцю і телуриду стронцію, а також невеликої кількості натрію. Цей екологічно стабільний матеріал може конвертувати від 15 до 20 відсотків вироблюваного при виробництві енергії тепла в корисну електроенергію.
Новий матеріал може використовуватися в автомобільній і важкої промисловості (наприклад, при виробництві скла, цегли, на нафтопереробних заводах, на вугільних і газових електростанціях). Крім того, ефективний термоелектриків може бути використаний на великих кораблях і танкерах, де безперервно працюють великі двигуни внутрішнього згоряння.
"Наша термоелектрична система є найефективнішою в світі за будь-яких температурах, - стверджує Меркурі Канатцідіс, керівник проекту і провідний автор статті в журналі« Nature ». - Цей матеріал може конвертувати тепло в електроенергію ефективніше, ніж будь-який друго". "Нас часто запитують, як вирішити проблему енергозбереження, - додає колега Канатцідіса Вінаяк дравідами. - Але універсального рішення не існує, рішення повинно бути комплексним. Термоелектриків не можуть вирішити всіх проблем енергетики, але це важлива частина комплексного підходу".
Термоелектрики - це речовини, які мають здатність виробляти електрику при різних температурах в різних зонах матеріалу. Ефективність такого перетворення визначають два вимоги, які багато в чому суперечать один одному. Ефективний термоелектриків повинен якомога краще проводити електрику і при цьому якомога гірше проводити тепло.
Речовина з дуже низьким опором не буде ефективним термоелектриків, якщо воно добре проводить тепло. Щоб домогтися низької теплопровідності при високій електричної провідності, вчені модифікували структуру матеріалу.
Фахівці взяли за основу класичний термоелектриків - телурид свинцю (PbTe) і додали туди вкраплення нанокристалів телуриду стронцію. Вони порушили впорядковану структуру матеріалу, але не торкнулися електричну провідність, а значить і його теплопровідність.
Результат порадував учених і, можливо, незабаром порадує автомобілебудівні компанії, нафтопереробні заводи та інші промислові об'єкти, яким новий матеріал може допомогти зменшити енерговитрати.