В России создали материал для превращения избыточного тепла в электричество
Ученые НИТУ МИСИС придумали новый подход к созданию термоэлектрических материалов для преобразования промышленного тепла в электричество. Добиться большей эффективности соединений позволяет тонкая работа с их внутренней структурой и составом.
Зачастую промышленное производство связано с выделением большого количества тепла, которое просто расходуется в окружающей среде. Но существуют материалы, способные улавливать эту энергию и превращать ее в электричество. Причем их делят на несколько категорий в зависимости от рабочей температуры: от низкотемпературных (до 575 К) до высокотемпературных (более 925 К).
Авторы проекта в качестве основы для своего материала использовали перовскит манганита кальция с добавлением марокита. Он показал при повышенных температурах существенную эффективность, превзойдя аналоги. Этого удалось добиться благодаря контролируемой пористости и структуре, что влияет на свойства проводимости тепла и электричества.
Методика исследователей предполагает смешение материалов на молекулярном уровне до однородного состояния. Полученный материал превращают в аэрозоль, распыляя его в реакторе, где происходит возгорание. Причем этот процесс тонко настраивается, что позволяет без дополнительной обработки формировать уникальные микроструктуры, например, полые или пористые сферы с заданной толщиной стенок. Затем образованный порошок уплотняют и спекают, придавая материалу дополнительные морфологические особенности, важные для улучшения термоэлектрических характеристик.
Отличие от аналогов заключается в достижении рекордной эффективности преобразования тепла в электричество для чистого перовскита манганита кальция, благодаря уникальной комбинации пористости, фазового состава и равномерности структуры. Также метод исключает длительное высокотемпературное обжигание, используемое в традиционных подходах, что делает его более энергоэффективным и простым для масштабирования.Жанна Ермекованаучный сотрудник НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» НИТУ МИСИС
На этом исследование не закончено. Авторы работы займутся подбором оптимальных пропорций и изучением влияния различных добавок на характеристики материала.
Ранее мы рассказывали о разработке инновационного сплава для режущего инструмента.
