ВЛ / Статьи

Уникальный материал для альтернативной энергетики создают в России

+3
7-06-2021, 15:10...
784
Ученые Национального исследовательского университета "МИЭТ" (НИУ МИЭТ) приступили к разработке уникальных наноматериалов, которые позволят эффективно получать электроэнергию, используя перепад температур. По их словам, проект, рассчитанный до 2023 года, может радикально расширить возможности этого направления альтернативной энергетики. О старте проекта сообщили в пресс-службе вуза. 

Термоэлектрические генераторы – простые и надежные источники электроэнергии, не требующие обслуживания. Применяются такие системы, по словам специалистов, для питания метеостанций, маяков, сейсмических сканеров, автоматики на космических кораблях, субмаринах и буровых скважинах, а также для катодной защиты трубопроводов. 
Энергию такие системы черпают из перепада температур между горячим и холодным концами термоэлемента: в их основе лежит эффект Зеебека, то есть возникновение тока между двумя ветвями электрической цепи, имеющими разный химический состав и разную температуру в месте контакта. Недостаток подобных генераторов – низкий КПД, порядка 6-8%, и высокая стоимость энергии, около 30 долларов за 1 Ватт. 

Ключ к созданию термоэлектрогенераторов следующего поколения – новые материалы с низкой теплопроводностью и высокой электропроводностью, объяснили ученые. Традиционно используют предложенные советским академиком Иоффе твердые растворы полупроводников. В этих материалах атомы разных элементов выстраиваются в общую кристаллическую решетку с переменной структурой, что, по словам ученых, позволяет снизить теплопроводность без больших потерь в электропроводности.



Специалисты НИУ МИЭТ предложили за счет применения нанотехнологий усовершенствовать устаревший подход Иоффе. Цель нового проекта ученых университета – всесторонне изучить проблемы и преимущества различных типов наноструктур, которые можно создать на основе твердых растворов полупроводников.

"У термоэлектрических материалов должна быть очень низкая теплопроводность – примерно, как у стекла. Мы надеемся достичь этого благодаря снижению решеточной теплопроводности за счет создания особой наноструктуры. Если будет найден способ увеличить термоэлектрические свойства материалов хотя бы в два-три раза, значит, этот вид энергетики сравняется по эффективности с традиционными"
, – рассказал руководитель проекта, профессор Института перспективных материалов и технологий НИУ МИЭТ Алексей Шерченков.

Новые термоэлектрические генераторы, как считают ученые, смогут стать отличной альтернативой ветрякам и солнечным батареям, которые требуют целый ряд условий для эффективной работы. Планируемый предел рабочих температур новых материалов – более 900 °С.
 
"Для управления составом, структурой и параметрами обработки новых материалов нужно детально изучить их тепло- и электрофизические параметры. Наноструктура не является равновесным состоянием материала, поэтому сделать ее устойчивой – например, к регулярному нагреву почти до тысячи градусов – непростая задача"
, – отметил профессор Института перспективных материалов и технологий НИУ МИЭТ Юрий Штерн.
 
Работы над технологией получения новых термоэлектрических материалов планируется завершить в 2023 году. В проекте, поддержанном грантом РНФ № 21-19-00312, принимают активное участие аспиранты и молодые ученые НИУ МИЭТ.

Источник


Наш канал в Яндекс Дзен

Комментарии:



  • Яндекс.Метрика

  • Нам пишут Статьи разные Наши Партнеры
    Главная Контакты RSS
    Все публикуемые материалы принадлежат их владельцам. Использование любых материалов, размещённых на сайте, разрешается при условии размещения кликабильной ссылки на наш сайт.
    Реестровая запись Роскомнадзора № A-1584-97-BLG
    По всем вопросам, жалобам и предложениям: vegchel@yandex.ru
Регистрация