Навукоўцы распрацавалі прыдатны матэрыял для выкарыстання ў тэрмаэлектрычных генератарах на аснове «анамальнага эфекту Нернста (ANE)», які ў разы павялічвае эфектыўнасць генерацыі напружання. Гэтыя прылады можна зручна насіць у гнуткіх формах і памерах для харчавання невялікіх гаджэтаў, замяняючы такім чынам батарэі.
Тэрмаэлектрычны эфект цягне за сабой узаемнае пераўтварэнне цеплавой і электрычнай энергіі; называецца эфектам Зеебека, калі цяпло ператвараецца ў электрычны патэнцыял на стыку двух рознападобных металаў, а зваротны эфект называецца эфектам Пельцье, г.зн. пераўтварэнне электрычнага патэнцыялу ў вылучэнне цяпла.
Цяпла ў багацці, а часам ідуць адходы, якія можна сабраць для харчавання электрычных прылад. У мінулым было прыкладзена шмат намаганняў па распрацоўцы камерцыйна выгадных тэхналогій для збору цяпла. Той, заснаваны на эфекце Зеебека, не змог убачыць свет з-за шэрагу абмежаванняў.
Менш вядомая з'ява наз Анамальны эфект Нернста (ANE), г.зн. прымяненне градыенту тэмпературы ў магнітным матэрыяле генеруе электрычнае напружанне, перпендыкулярнае цеплавому патоку, і ў мінулым таксама ўжывалася для збору цяпла і яго пераўтварэння ў электрычнасць. Аднак яго патэнцыял быў абмежаваны з-за адсутнасці прыдатных нетоксичных, лёгкадаступных і недарагіх матэрыялаў.
Пошук гэтага патрэбнага матэрыялу, здаецца, скончаны! Даследчыкі нядаўна паведамілі, што робяць сплаў, які не таксічны, лёгкадаступны, недарагі і досыць пластычны, каб з яго вырабляліся тонкія плёнкі, якія адпавядаюць патрабаванням. Выкарыстоўваючы працэс допінгу, даследчыкі зрабілі Fe3Al або FE3Ga (75% жалеза і 25% алюмінія або галію). Пры выкарыстанні гэтага матэрыялу напружанне, якое генеруецца, павялічвалася ў 20 разоў.
Гэты нядаўна распрацаваны матэрыял выглядае вельмі перспектыўным і можа быць выкарыстаны для распрацоўкі тонкіх і гнуткіх матэрыялаў, здольных збіраць ураджай. марнаваць цяпло эфектыўна пераўтвараць у электрычнае напружанне, дастаткова адэкватнае для харчавання невялікія прылады.
Адкрыццё гэтага матэрыялу, які адпавядае ўласцівасцям, можа быць магчымым дзякуючы наяўнасці высакахуткасных, аўтаматызаваных лікавых вылічальных тэхналогій, якія эфектыўна пераадольваюць абмежаванні ранейшага метаду распрацоўкі матэрыялу, заснаванага на «паўтарэнні» і «ўдакладненні». .
***
Крыніцы:
1. Такійскі ўніверсітэт 2020. Прэс-рэліз. Багаты элемент для харчавання невялікіх прылад. Тонкі генератар на аснове жалеза выкарыстоўвае адходнае цяпло для забеспячэння невялікай колькасці энергіі. Апублікавана 28 красавіка 28 г. Даступна ў Інтэрнэце па адрасе https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00106.html Доступ 08 мая 2020 г.
2. Сакаі А., Мінамі С., Карацунэ Т. і інш. Бінарныя ферамагніты на аснове жалеза для папярочнага тэрмаэлектрычнага пераўтварэння. Прырода 581, 53–57 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2230-z
***
