Енергія зопалу: Термоелектрики стали вдвічі ефективнішими

Останні досягнення дослідників з Університету Огайо відкривають перспективу використання термоелектричних генераторів в автомобілях і електростанціях для перетворення надлишкового тепла в енергію. Продуктивність термоелектриків - напівпровідників, що конвертують тепло в електроенергію, вдалося збільшити вдвічі завдяки поліпшенню хімічного складу вихідних матеріалів.

До останнього часу застосування термоелектриків для генерації електроенергії було вкрай обмеженим через їх дорожнечу і низьку ефективність. Щоб спробувати збільшити їх продуктивність вчені з Університету Огайо спробували поліпшити електричні характеристики вихідного матеріалу - телуріда свинцю. Генератори на його основі десятиліттями функціонують на різних космічних апаратах. Після тривалих експериментів була знайдена ефективна легуюча добавка - таллій. За словами професора Джозефа Хереманса, керівника наукової групи, це дозволить створювати термоелектрогенератори для автомобілів, які знизять споживання бензину на 10%. Більш того, в цьому випадку традиційні генератори, приєднані до валу мотора, будуть просто не потрібні!

Професор Гань Чен з Массачусетського Технологічного Інституту каже, що робота вчених з Огайо має величезне значення з кількох причин. По-перше, сам факт подвоєння ефективності термоелектриків на основі телуріду свинцю сам по собі цікавий. Але більш важливо те, що результати роботи Хереманса і його колег дали новий вектор розвитку технології термоелектриків. Цілком можливо, що інші вихідні речовини, аналоги телуріда свинцю, покажуть ще більш видатні властивості при модифікації їх хімічного складу. Термоелектрики є хорошими провідниками електрики, але мають низьку теплопровідність. Практично всі роботи останніх років щодо вдосконалення термоелектриків були спрямовані на подальше зниження їх теплопровідності. Хереманс і його колеги вибрали інший шлях - збільшення провідності. «Вони змусили електрони робити більше роботи», - говорить Чен.

Хереманс вважає, що комплексний підхід до поліпшення термоектриків, а саме - одночасне зниження теплопровідності і підвищення провідності, здатне незабаром ще раз подвоїти їх продуктивність. Якщо це станеться, то термоелектрогенератори будуть конкурувати за ефективністю з традиційними генераторами. Єдина проблема - таллій сам по собі вкрай отруйний, а значить прилади на його основі повинні бути надійно захищені від пошкоджень. Інша проблема - вторинна переробка. Але Хереманс каже, що автомобільні термоелектрогенератори можна буде просто демонтувати зі старих і машин і встановлювати на нові - адже термін їхньої служби дорівнює кільком десяткам років!

Хереманс налаштований дуже оптимістично з приводу швидкого комерційного застосування результатів його робіт. Технологія промислового виробництва термоелектрогенераторв є відпрацьованою і не потребує жодних змін у зв'язку з використанням нового матеріалу. На його думку, автоіндустрія буде першою областю, де почнеться масове впровадження технології і це відбудеться протягом найближчих трьох-чотирьох років.

За повідомленням Techology Review