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

26 марта
Ученые говорят о Марсе, как о сейсмически активной планете

В 2018-2019 гг. была совершенна посадка на поверхность Марса исследовательской станции InSight, выпустившей два научных инструмента, позволяющих провести качественные измерения марсианского грунта и атмосферы.

23 марта
Исследован механизм возникновения клеток, провоцирующих аллергическую реакцию на арахис

Исследователи решили понаблюдать за поведением тучных клеток, антител, а также антигенов при попадании аллергена — белка арахиса — в кровь.

19 марта
Изучено распределение энергии в процессе фотосинтеза

Ученые смогли экспериментально подтвердить конкретное распределение энергии в виде ее перехода от хлорофиллов в возбужденном состоянии к каротиноидам.

16 марта
Темная материя влияет на фоновое гамма-излучение и распределение материи

Учёные говорят о присутствии, по меньшей мере, 85% темной материи в космическом пространстве — лишь 15% находящихся там объектов считаются известными для нас.

12 марта
Учёные пересмотрели возраст магнитного поля Земли

Ученые столкнулись с неспособностью пород хранить нужную информацию более 3,4 млрд лет, так как геологические метаморфозы (например, критическое повышение температуры земных недр, химические изменения пород) полностью стирают важные данные.

Вся информация