Корейские исследователи разработали экологический термоэлектрический материал на основе селенида серебра, который может непосредственно преобразовывать тепло в электроэнергию. Технологию планируют применять в небольших системах генерации.
Об этом пишет издание Interesting Engineering.
Новый материал создали с помощью масштабируемого метода. Он базируется на селениде серебра (Ag₂Se) и изготавливается в значительно более мягких условиях температуры и давления. Исследователи отмечают, что такие термоэлектрические материалы могут не только превращать тепло в электричество, но и работать в обратном направлении.
Подобные материалы привлекают внимание как перспективные энергетические технологии. Их можно использовать для охлаждения электроники или утилизации отработанного тепла. Селенид серебра состоит из относительно распространенных элементов и является более простой и экологичной альтернативой другим решениям.
Команда синтезировала наночастицы Ag₂Se в растворе и добавила избыток селена, получив состав с повышенным его содержанием. После простой термической обработки сформировали плотный массивный материал.
Технологию планируют применять в небольших системах генерации электроэнергии, которые используют тепло в промышленных процессах, дата-центрах и солнечных тепловых установках. В перспективе она может питать переносные устройства с интернетом и медицинские сенсоры. Главное достижение — получение высокоэффективного материала без процессов высокого давления и температур.
Во время отжига селен переходит в жидкую фазу и заполняет промежутки между зернами Ag₂Se. Это улучшает их соединение, уменьшает пористость, повышает электропроводность и снижает теплопроводность решетки.
В исследовании указано, что материал Ag₂Se₁.₂ показал высокий коэффициент мощности и пониженную теплопроводность. Максимальное значение эффективности составило 0,927 при температуре 393 K. Благодаря способности принимать различную форму из него можно изготавливать цилиндрические термоэлектрические генераторы со стабильным напряжением при различных перепадах температур.
Материал также продемонстрировал более чем двукратный рост прочности на сжатие и модуль Юнга, что делает его пригодным для сложных или изогнутых устройств. Исследователи объяснили, что термоэлектрические материалы работают благодаря двум эффектам: Пельтье, когда ток вызывает нагрев или охлаждение, и Зеебека, когда разница температур создает электроэнергию.
Читайте также:
- Энергия из отходов. Японские ученые превращают отработанное тепло в электричество
- Для ежедневного ношения. Ученые создали тонкий генератор, который вырабатывает электричество из тепла тела
- 125 пикосекунд на реакцию. Ученые создали самый быстрый «улавливатель» тепла
