Фото:
Идеи

Напечатан термоэлектрический генератор с рекордным КПД

Разработчики из Уэльса решают конкретную проблему: это недорогое устройство поможет сталелитейной промышленности превратить отработанное тепло в ценный ресурс.

Термоэлектрический эффект происходит, когда разнородные металлы, вступающие в контакт друг с другом, нагреваются, и передача электронов от одного металла к другому запускает ток. Это явление известно многие годы и сейчас чаще всего его применяют в космосе, где зонды, не оснащенные солнечными батареями, перерабатывают тепло радиоактивного материала в электричество.

Команда специалистов из Университета Соунси использовала аддитивные технологии печати для создания термоэлектрического устройства с КПД на 50% выше, чем у лучших из известных 3D-материалов.

При этом массовое производство таких установок обещает быть недорогим, сообщает Engineer.

Устройство изготовлено из селенида олова. Предыдущие исследования показывают, что у SnSe высокий потенциал для термоэлектрического преобразования, но до сих пор технология его производства требовала большого объема энергии, а потому была дорогой и вредной для окружающей среды.

Ученые превратили SnSe в чернила для 3D-принтера, смешав его с водой и целлюлозой, и напечатали устройство на медной подложке.

После высыхания термоэлектрический потенциал устройства были измерен в коэффициенте добротности: созданный генератор показал значение 1,7, тогда как предыдущий рекорд для 3D-материала — 1,0.

Это значит, что КПД преобразования тепла в электрический ток равно приблизительно 9,5%. Прошлый рекорд, для сравнения — 4,5%.

Такие недорогие генераторы могут пригодиться при производстве стали, в процессе которого вырабатывается огромное количество тепла. Индийская компания Tata Steel уже готова поддержать исследование британских ученых.

Новый класс термоэлектрических соединений был создан учеными из США. Соединение состоит из тантала, железа и сурьмы и обладает производительностью в 11,4%, которую можно поднять до 14%.