Российский национальный исследовательский университет «МИЭТ» начал разработку наноматериалов, которые с помощью перепадов температур позволят получать электроэнергию. Пресс-служба вуза утверждает, что к 2023 году проект планируют закончить.
Как работает метод
В разработке находятся термоэлектрические генераторы. В основе исследования лежит эффект Зеебека: ток появляется между двумя ветвями электрической цепочки, которые имеют разные химический состав и температуру в месте контакта. Энергию такие структуры получают от перепадов температур между горячим и холодным концами термоэлемента.
Какая польза
Ученые отмечают, что подобные системы полезны для питания метеостанций, маяков, автоматики космических кораблей, субмарин и катодной защиты трубопроводов.Также считается, что генераторы смогут заменить привычные ветряки и солнечные батареи, которые также очень прихотливы в обслуживании.
Недостатки есть
Несмотря на возможную пользу генераторов, у системы имеются и свои минусы. При низком КПД (около 6-8%) выходит высокая стоимость энергии (30 долларов приходятся на 1 Ватт).
Новый подход
Ученые университета также отмечают, что к созданию термоэлектрогенераторов нового поколения причастны материалы с низкой теплопроводностью и высокой электропроводностью. В подобных системах использовались твердые растворы полупроводников, когда-то предложенные советским академиком Иоффе.
Атомы элементов выстраивают общую кристаллическую решетку, что позволяет снижать теплопроводность, при этом не совершая потерь в электропроводности.
Современные ученые решили улучшить советский метод с применением нанотехнологий. Сейчас основная задача специалистов — изучить разные типы наноструктур, которые можно воспроизвести при помощи старых оснований 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», — отметил руководитель проекта, профессор Института перспективных материалов и технологий НИУ МИЭТ Алексей Шерченков.
