Найден термоэлектрический материал, преобразующий разницу температур непосредственно в электрическое напряжение. Сам физический принцип – не нов, но предыдущие материалы получали из редких, а иногда и токсичных элементов с помощью дорогостоящих процедур синтеза. Сделанное открытие может проложить путь для недорогого, экологически чистого производства электроэнергии.
Невероятный новый материал из обычной грязи может принимать тепло и непосредственно конвертировать его в электрический ток. Исследователи утверждают, что они создали новое вещество, используя доступные материалы, и что производство будет дешевым. По их мнению, разработка может спровоцировать революцию в экологически чистой энергетике, принимая отработанное тепло из ряда обычных источников и преобразуя его непосредственно в электричество.
Так называемые термоэлектрические материалы имеют свойство напрямую преобразовывать разницу температур в электрическое напряжение, и наоборот.
Потенциал этих материалов огромен, говорят ученые, поскольку подавляющее большинство тепла, которое генерируется, например, двигателем автомобиля, теряется через выхлопную трубу. Термоэлектрический материал получает это тепло и превращает его в нечто полезное – электричество.
Дональд Морелли, профессор химической технологии и материаловедения в университете штата Мичиган (MSU) возглавляет команду, которая разработала материал на основе природных минералов, известных как «тетраэдриты». «Что нам удалось сделать, так это синтезировать некоторые соединения, которые имеют тот же состав, что и природные минералы», — говорит профессор Морелли. – «Минеральная семья, которую они имитируют, – одни из наиболее распространенных минералов этого типа на Земле – тетраэдриты. Путем очень незначительного изменения его состава мы получили высокоэффективные термоэлектрические материалы».
Множество ученых по всему миру охотится за термоэлектрическими материалами, и за последнее время в этой области были сделаны крупные открытия. Но найденные материалы, в основном, непригодны для крупномасштабных приложений, поскольку получены из редких, а иногда и токсичных элементов, или производятся с использованием сложных и дорогостоящих процедур синтеза.
«Обычно вы добываете полезные ископаемые, очищаете и получаете отдельные элементы, а затем рекомбинируете их в новые соединения, от которых вы ждете хороших термоэлектрических свойств», — сказал профессор Морелли. – «Но этот процесс стоит много денег и занимает много времени. Наш метод позволяет обойти большую часть этой процедуры».
Метод исследователей MSU предполагает использование очень распространенных материалов, растирание их в порошок, а затем с помощью давления и тепла прессование в образцы с пригодными для использования размерами.
«Это дает огромную экономию на затратах по переработке», — добавляет д-р Морелли. Исследователи ожидают, что их открытие может дать дорогу многим новым, недорогим приложениям, основанным на термоэлектрическом принципе. Потенциальные области применения включают утилизацию тепла от промышленных электростанций, конверсию тепла автомобильных выхлопных газов в электричество, получение электроэнергии от домашних обогревателей.
Исследования были опубликованы в интернет-журнале Advanced Energy Materials при поддержке Министерства энергетики США.
Источник: mixednews.ru, перевод Ирины Каминковой.