19
фев
2021
  1. Экономическая война
  2. Электроника в мире
Москва, / ИА Красная Весна

Ученые улучшили способ использования тепла руки для зарядки гаджетов

Изготовление микрочипа
микрочипаИзготовление
Изготовление микрочипа
Изображение: gov.ru

Новую экономичную электрохимическую ячейку на углеродной ткани, которая позволяет преобразовывать попутное тепло в электроэнергию, представили ученые НИТУ «МИСиС» в составе международного научного коллектива, сообщает пресс-служба университета 15 февраля на официальном сайте.

Прямое преобразование бросового тепла в электроэнергию является одним из передовых направлений в области разработок альтернативных технологий в энергетике, снижающих угрозу глобальных изменений климата. Модули на основе новых электрохимических ячеек в перспективе смогут заряжать носимые гаджеты теплом руки или автомобильные аккумуляторы от тепла выхлопных газов.

Наиболее эффективной технологией для использования тепла от источников, температура которых не превышает 100°С, являются термоэлектрохимические ячейки (термоячейки). Их работа основывается на так называемом эффекте Зеебека, в соответствии с которым в замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников, возникает электродвижущая сила, если места контактов поддерживают при разных температурах.

Область применения существующих термоячеек существенно ограничена их низкой выходной мощностью. Разработчики решали проблему перехода от электродов на основе углеродных нанотрубок к углеродным тканям — материалу более доступному и дешевому. Один грамм нанотрубок стоит примерно 100 руб., тогда как грамм углеродной ткани — 7,5 руб.

Ученые НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из российских вузов и Университета Нигерии представил новое исследование, посвященное повышению емкости и эффективности термоячеек и продолжающее цикл разработок научного коллектива. Если ранее был представлен заряжаемый от тепла конденсатор, который работает периодически и должен либо менять направление теплового потока, либо удаляться от источника тепла, то в данной технологии ячейка работает неопределенно долго вплоть до естественного старения основных компонентов.

«Наша работа посвящена повышению эффективности термоэлектрохимических ячеек на основе электродов из углеродного волокна и окислительно-восстановительного электролита на основе ферри- / ферроцианида калия. Мы исследовали влияние модификации поверхности электрода из углеродного волокна на выходную мощность и параметры термоэлектрохимической ячейки», —сообщил один из соавтор работы, ведущий эксперт кафедры ФНСиВТМ НИТУ «МИСиС» Игорь Бурмистров.

С помощью экспериментов ученые выяснили, что модификация поверхности электродов титаном и оксидом титана может понизить внутреннее сопротивление ячейки на три порядка, что обеспечивает увеличение максимальной мощности до 25,2 мВт / м2 и КПД в 1,37%. Отмечается, что лучший в мире результат для термоячеек составляет КПД около 3%, в термоячейках с такой мощностью использованы дорогостоящие массивы углеродных нанотрубок «nanoforest» (декорированные игольчатыми наночастицами платины).

Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Sustainability. В настоящее время коллектив разработчиков работает над дальнейшим повышением мощности полученных термоэлектрических модулей и планирует приступить к созданию опытных прототипов устройств на их основе.

Нашли ошибку? Выделите ее,
нажмите СЮДА или CTRL+ENTER