Ученые смогли превратить фоновое тепло комнатной температуры в энергию

Москва, 11:24, 15 Фев 2018, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Исследователи японского Университета Цукубы разработали новый тип термоэлектрической системы, способный использовать небольшие разницы энергии при низких температурах.

Технология нацелена на решение проблемы потерь при преобразовании энергии из одной формы в другую. Независимо от процесса, часть ее теряется в виде тепла. Вернуть энергию сложно, так как она уходит в окружающую среду. Термоэлектрические устройства могут превращать тепло в электричество, и наоборот. Но, для эффективной работы, им обычно нужно работать при высоких температурах, с большими их перепадами.

Проект японских специалистов, описанный в статье Applied Physics Express, может решить эту проблему.

«Подобные термоэлектрические батареи предлагались и раньше, но они основывались на жидкостных элементах, непрактичных для применения в реальном мире. Мы создали тонкопленочное устройство, работающее по тому же принципу, но на 2 типах твердых редокс-материалов, создающих изменения в разнице потенциалов при циклах нагрева и охлаждения», — объяснил первый автор работы, Такаюки Сибата.

Изменения температуры влияют на способность слоев изделия удерживать электроны. Если один имеет большую к ним привязанность, чем другой, создается разница потенциалов. Поток электронов при этом может быть использован для работы в процессе разрядки, как происходит в нормальном аккумуляторе.

Ученые протестировали устройство при работе с вторичной тепловой энергией с температурой, близкой к комнатной.  Изделие вырабатывало 2,3 мэВ электричества на каждый цикл нагрева в диапазоне примерно 25-50°С. Результат отражает эффективность почти в 1%, хотя, теоретически, она должна быть порядка 8,7%.

«Система все еще нуждается в доработке, — отмечает ответственный автор, Ютака Моритомо. – Но мы надеемся решить проблемы оптимизацией материалов катода и анода. Важно, что мы показали работоспособность концепции и возможность использования пленочной структуры на больших площадях. Технология предлагает реалистичные решения для крупномасштабного восстановления тепловой энергии, потенциально позволяющего различным индустриям повысить свою эффективность».