Главная  Информация для покупателей  Новости науки  Разработан рекордно быстрый способ получения термоэлектрического материала

Разработан рекордно быстрый способ получения термоэлектрического материала

19 февраля 2020


Термоэлектрические материалы, или просто термоэлектрики, славятся тем, что могут преобразовать тепло в электричество прямым образом. Этот класс материалов исключает этап, на котором происходит превращение тепловой энергии в механическую. Таким образом, термоэлектрики представляют собой материалы нового поколения энергетики. Учёные говорят о создании различного оборудования на их основе, позволяющего, например, оптимизировать расход топлива автомобилей (если преобразовывать бросовое тепло выхлопной системы). Однако проблема состоит не в том, чтобы сконструировать подобные устройства, а в том, что для создания самих термоэлектриков требуется найти определенный состав веществ, показывающий высокую эффективность и устойчивость к высоким температурам. Важно, чтобы при высоких температурах до 900 градусов Цельсия не происходила деградация и окисление материала. Таким образом, всё внимание было направлено на поиск оптимального состава.

Первыми, на что обратили свое внимание ученые, были сложные оксиды металлов. Были рассмотрены соединения меди, висмута и селена, поскольку именно они обладают прекрасными характеристиками и высокой эффективностью при применении их в качестве прямого преобразователя энергии. Эти соединения также остаются стабильными при воздействии на них высоких температур, и способны работать долго без риска окисления. Однако столько идеальный материал имеет существенный минус — его можно получить лишь с помощью твердофазного синтеза, который считается нерентабельным в промышленности: приходится тратить на изготовление несколько дней, «маринуя» оксиды в печи при температуре до 700 градусов Цельсия. Только после этого термоэлектрический материал готов к использованию.

Ученые были заняты поиском альтернативного метода создания термоэлектриков и в результате представили его: метод состоит в использовании планетарной мельницы с высоким запасом энергии, в которую помещаются сложные оксиды упомянутых выше веществ. В ней происходит их механическое сплавление без высоких температур. Таким образом, получается полностью синтезированный материал в самые кратчайшие сроки, который выглядит как однородный порошок BiCuSeO. Всего один час (при оптимальном сочетании времени плавления и режимов скорости) — и термоэлектрик, применяемый в промышленных целях, готов.

Надо отметить, что до этого момента самым быстрым методом считался предыдущий синтез термоэлектриков, некогда заимевший мировой рекорд: он занимал всего 7-13 часов. Но ученыеы смогли перешагнуть этот рекорд и представить миру действительно высокоскоростной метод получения термоэлектриков при всей своей простоте. Теперь планируется использовать данную технологию не только на производстве, но и для обеспечения населения и организаций различным техническим и лабораторным оборудованием, например компактными печами, применяемыми в местах с трудным доступом к электричеству.

info19-02-20-imgs_SMM_0006_7

Другая информация
28 октября 2021
Байесовская нейронная сеть предсказывает распад компактных планетных систем

Чтобы решить проблему прогнозирования нестабильности компактных систем, современные ученые решили внедрить архитектуру глубокого машинного обучения.

25 октября 2021
Ледяные иглы сплетают узоры из камней в замерзающих пейзажах

Узорчатая почва, определяемая сегрегацией камней в зависимости от их размера, является одной из наиболее поразительно самоорганизующихся характеристик полярных и высокогорных ландшафтов.

21 октября 2021
Экологические кризисы привели к формированию новой геологической эпохи — антропоцен

Эта эпоха стартовала в середине 20-го века и наглядно отражает то большое ускорение, которое началось со времен индустриализации в Европе.

18 октября 2021
Тусклый свет по вечерам искусственно продлевает солнечный день

Ранее высказывались опасения, что воздействие тусклого искусственного освещения в вечернее время может нарушать циркадные ритмы и режим сна. Что на деле?

14 октября 2021
Исследованы наноразмерные детали смачивания нанопокрытых поверхностей

Ученые, используя комбинацию передовых нанотехнологий и жидкофазную просвечивающую электронную микроскопию, смогли изобразить смачивание плотных массивов узорчатых вертикальных нанопилляров.

Вся информация


Сайт использует файлы cookies. Продолжая просматривать сайт Вы соглашаетесь с использованием cookies. Хорошо!