Что за способ зарядки гаджетов от человеческого тела предлагают учёные?

2020-8-31 11:13

Эта технология считается одним из самых перспективных направлений «зелёной энергетики». Она пригодится там, где нет никаких источников энергии.

В НИТУ «МИСиС» разработан новый тип энергоэффективных устройств — термоячеек, превращающих тепло в энергию. Это позволит создавать портативные элементы питания — их можно будет нанести практически на любую поверхность, в том числе на одежду, для получения электричества прямо от поверхности тела. Термоэлектрики сейчас изучают во всём мире. Так называют материалы, превращающие тепло в электричество. Только в электричество преобразуется не само тепло, а разница температур. Чтобы технология работала, нужен контраст между чем-то горячим и чем-то холодным. Это достаточно старая область исследований, она развивается с конца XIX века, а сейчас считается одним из самых перспективных направлений «зелёной энергетики». Разницы температурных потенциалов (так называемые температурные градиенты) окружают нас повсюду — это, к примеру, нагретые на солнце строения, работающий транспорт, даже тепло человеческого тела. Сложность в том, что применение таких материалов ограничено крайне невысоким КПД: современные термоэлектрохимические ячейки (термоячейки) обладают довольно низкой выходной мощностью. Сейчас учёные прикладывают усилия, чтобы найти термоэлектрические материалы с улучшенными свойствами. Если удастся удвоить или утроить КПД, технологии смогут применяться гораздо шире. Учёные НИТУ «МИСиС» нашли решение проблемы, разработав новый тип термоячеек. Они состоят из оксидно-металлических электродов и водного электролита. Такая комбинация позволяет повысить ток, одновременно снижая внутреннее сопротивление элемента. Это даёт на выходе увеличение мощности в 10-20 раз по сравнению с аналогами.«Мы продемонстрировали возможность применения в термоячейке оксидно-никелевого электрода на основе полых никелевых микросфер, — говорит один из авторов работы, ведущий эксперт кафедры ФНСиВТМ НИТУ "МИСиС" Игорь Бурмистров. — Достигнут рекордный для водных электролитов показатель гипотетического коэффициента Зеебека. Кроме того, мы обнаружили нетипичное для термоячеек нелинейное изменение вольт-амперных характеристик. Оно обеспечивает рост КПД устройства».Высокое значение коэффициента Зеебека, подчёркивают исследователи, позволит использовать в качестве источника энергии даже тепло человеческого тела. Есть и ещё одно существенное преимущество новой структуры — применение водного электролита снижает стоимость производства и повышает безопасность системы. В дальнейшем учёные хотят добиться повышения выходной мощности за счёт оптимизации состава электродного материала и улучшения конструкции термоячейки. В перспективе можно создать суперконденсатор, который сохранял бы в себе заряд длительное время. «Уже есть технология, которая позволяет подзаряжать часы от контраста температур человеческого тела и воздуха. Очевидно, что это может пригодиться не только туристам, но и военным, которые смогут использовать электронные приборы там, где нет никаких источников энергии, — считает профессор Сколтеха, автор метода компьютерного предсказания кристаллических структур Артём Оганов. — Во время Великой Отечественной войны советские партизаны, находясь в лесах неделями и даже месяцами, получали электричество благодаря специально разработанным для них котелкам с термоэлектрическими элементами. Когда котелок висел на огне, за счёт разницы температур между пламенем костра и варящимся супом эти элементы вырабатывали электроэнергию. Её было достаточно для зарядки портативных радиостанций. Технологию можно использовать, например, в автомобилях. Представьте себе, что мы сможем улавливать тепло, которое машины выбрасывают в окружающую среду, и превращать его в электричество. То же самое можно делать на ТЭЦ, которые выделяют много тепла в атмосферу. Термоэлектрики будут давать электроэнергию на разнице температур этих выбросов и окружающей среды».

Подробнее читайте на ...

тепло тела температур электричество человеческого учёные термоячеек мисис

Тепло твоего тела. Как учёные научились заряжать смартфоны

Знание основ физики плюс нанотехнологии равно электричество от любого нагретого предмета. Теперь каждый человек — сам себе зарядка. Представьте, что у вас умные часы, но при этом вам не надо каждый вечер искать глазами шнур и розетку. life.ru »

2019-08-25 13:40