Российские ученые представили экономичную технологию преобразования тепла тела для питания носимых гаджетов
Российский Национальный Исследовательский Технологический Университет «МИСиС» в составе международного научного коллектива представили новую экономичную электрохимическую ячейку на основе углеродной ткани. Со слов авторов проекта, модули на основе таких ячеек преобразуют бросовое, попутное тепло в электроэнергию и смогут в перспективе заряжать прямо на руке носимые гаджеты или автомобильные аккумуляторы теплом выхлопных газов. Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Sustainability.
Работа термоячеек основывается на так называемом эффекте Зеебека. Он заключается в том, что в замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников, возникает электродвижущая сила, если места контактов поддерживают при разных температурах. Серьезным недостатком уже существующих современных образцов термоячеек является их низкая выходная мощность. Это существенно ограничивает область их применения.
Разработчики решали проблему перехода от активно изучаемых электродов на основе углеродных нанотрубок к углеродным тканям — материалу более доступному и дешевому. Один грамм нанотрубок стоит примерно 100 рублей, в то время как грамм углеродной ткани — 7,5 рублей.
Ученые исследовали два вида конструкций ячеек: обычную электрохимическую ячейку с солевым мостиком и корпусом типа монетной ячейки. В результате экспериментов они обнаружили, что модификация поверхности электродов титаном и оксидом титана может понизить внутреннее сопротивление ячейки на три порядка.
В результате этого максимальная мощность для углеродного волокна, модифицированного металлическим титаном и оксидом титана, увеличилась до 25,2 мВт/м², который обеспечивает КПД в 1,37%. Лучший мировой результат для термоячеек составляет около 3%, при этом в них использованы дорогостоящие массивы углеродных нанотрубок «nanoforest» (декорированные игольчатыми наночастицами платины).
По словам разработчиков, сейчас коллектив работает над дальнейшим повышением мощности полученных термоэлектрических модулей и планирует приступить к созданию опытных прототипов устройств на их основе.
© mobile-review