211service.com
Efektyvesnė termoelektra
Pagerindami įprastos termoelektrinės medžiagos – tam tikro tipo puslaidininkių, paverčiančių šilumą elektra – elektronines savybes, tyrėjai padvigubino jos našumą, todėl ji tapo praktiškesnė elektros energijos gamybai iš atliekinės šilumos, pvz., gaminamos elektrinėse ir automobilių varikliuose.
Elektrinis šildymas: Nedidelis naujos medžiagos, skirtos šilumai paversti elektra, pavyzdys yra pritvirtintas prie elektroninių laidų ir mažyčio šildytuvo bandymui.
Termoelektriniai įrenginiai nebuvo plačiai naudojami elektros gamybai, nes jie yra brangūs ir neefektyvūs. Norėdami padidinti efektyvumą, mokslininkai, įskaitant Juozapas Heremansas Ohajo valstijos universiteto mechanikos inžinerijos ir fizikos profesorius, į švino telūridą – termoelektrinę medžiagą, kuri dešimtmečius gamina elektrą kosminiuose zonduose, įdėjo pėdsakus talio. Pridėtas talis padvigubino medžiagos gebėjimą paversti šilumą elektra padidindamas jos gaminamą įtampą. Heremansas teigia, kad dėl pagerėjusio efektyvumo automobilių degalų sąnaudos padidėtų 10 procentų, jei įrenginiai būtų naudojami automobilių generatoriams pakeisti generuojant elektros energiją iš išmetamųjų dujų šilumos. Nauja medžiaga aprašyta šios savaitės žurnalo numeryje Mokslas .
Naujas darbas svarbus dėl kelių priežasčių, sako Gang Chen , MIT mechanikos inžinerijos profesorius, kuris nedalyvavo darbe. Pirma, tai gana įspūdingas vienos rūšies termoelektrinės medžiagos efektyvumo padidėjimas, sako jis. Įprasti švino telurido termoelektrai apie 6 procentus šilumos paverčia elektra. Kai jis bus įtrauktas į termoelektrinį generatorių, efektyvesnė taliu praturtinta medžiaga gali padidinti iki 10 proc., kai bus atsižvelgta į nuostolius, pvz., dėl elektros jungčių.
Dar svarbiau, Chen sako, kad Heremanso darbas suteikia mokslininkams naują būdą tobulinti termoelektrines medžiagas, kurios galėtų padidinti įvairių eksperimentinių medžiagų efektyvumą. Termoelektrinės medžiagos yra geri elektroniniai laidininkai, bet prasti šilumos laidininkai: šilumos skirtumas medžiagoje daugiausia lemia termoelektrines savybes. Beveik visi naujausi termoelektrinių medžiagų patobulinimai – ir per pastaruosius kelerius metus buvo reikšmingi patobulinimai – sumažėjo jų šilumos laidumui. Heremansas ir jo kolegos išbandė kitokį požiūrį, padidindami medžiagų sukuriamą įtampą. Tai yra, sako Heremansas, mes priverčiame elektronus atlikti daugiau darbo.
Metodai, naudojami šilumos laidumui sumažinti, galėtų būti naudojami papildant naujus Heremanso ir jo kolegų sukurtus metodus. Tai leistų tyrėjams dar kartą padvigubinti medžiagų našumą, siūlo Heremansas. O dėl to termoelektriniai prietaisai taptų konkurencingi įprastiems generatoriams, sako Džefris Snyderis , medžiagų mokslo tyrėjas iš Caltech ir vienas iš kitų tyrėjų, susijusių su Mokslas popierius.
Vienas naujų medžiagų trūkumas yra tas, kad talis yra itin toksiškas, todėl jį gaminant ir šalinant reikėtų imtis apsaugos priemonių. (Naudojant medžiagos yra apklijuojamos, todėl kelia mažiau pavojų.) Tačiau Heremansas teigia, kad įrenginius būtų galima išimti iš senų automobilių ir uždėti naujus, nes jie gali lengvai atlaikyti kelių transporto priemonių eksploatavimo laiką, todėl sumažės atliekų išmetimas. problemų.
Heremansas tikisi, kad naujas medžiagas galima greitai parduoti, nes inžinieriai jau turi ilgametę darbo su švino teluridu patirtį. Jis sako, kad pirmieji produktai, greičiausiai termoelektriniai generatoriai, paverčiantys automobilių išmetamąsias dujas į elektros energiją, gali būti paruošti per trejus ar ketverius metus.