Научные сотрудники Университета штата Пенсильвания (США) создали гибкое термоэлектрическое устройство, которое может оборачиваться вокруг труб и других горячих поверхностей и преобразовывать отработанное тепло в электричество. Об этом сообщает новостной портал The Brighter Side. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.

Энергетические системы, обеспечивающие нашу жизнь, нередко производят тепло впустую, по сути, рассеивая его прямо в атмосферу. Например, это тепло, излучаемое трубами горячей воды в зданиях и выхлопными трубами автомобилей. Экономически эффективных способов улавливать и преобразовывать это тепло в полезную энергию вплоть до недавнего времени попросту не было.

Ученые из Университета штата Пенсильвания (Penn State) при участии коллег из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии США, создали новый гибкий термоэлектрический генератор, который может оборачиваться вокруг труб и других горячих поверхностей и преобразовывать отработанное тепло в электричество более эффективно, чем это было возможно ранее.

Исследователи Penn State уже долгое время работают над улучшением характеристик термоэлектрических генераторов – устройств, которые могут преобразовывать разницу температур в электричество. Когда такие устройства размещаются рядом с источником тепла, движение электронов в них от горячей стороны к холодной создает электрический ток.

Теперь научная команда разработала новый производственный процесс для производства гибких устройств, обеспечивающих повышенные выходную мощность и эффективность.  «Эти результаты открывают многообещающий путь к широкому использованию термоэлектрической технологии для рекуперации отработанного тепла», отметил Венджи Ли, один из ведущих авторов нового исследования.

По словам ученых, гибкие устройства лучше подходят для наиболее привлекательных источников отработанного тепла, таких как трубы в промышленных и жилых зданиях и на транспортных средствах. И их не нужно приклеивать к поверхностям, как традиционные жесткие устройства, что также сказывается на эффективности.

В ходе испытаний, проводимых на газоходе, новое устройство продемонстрировало на 150% более высокую удельную мощность, чем другие современные аналоги. Увеличенная версия, площадью чуть более 3 дюймов в квадрате, сохраняла преимущество в удельной мощности на 115%. По словам ученых, эта версия продемонстрировала общую выходную мощность 56,6 Вт при размещении на горячей поверхности.

«Подумайте о стандартной промышленной электростанции с трубами длиной в сотни метров. Если обернуть наши устройства вокруг такой большой площади, можно сгенерировать киловатты энергии из пока что затрачиваемого впустую тепла», – отметил Шашанк Прия, профессор материаловедения и инженерии в Университете штата Пенсильвания.

Термоэлектрические устройства состоят из небольших пар, каждая из которых напоминает стол с двумя ножками. Многие из этих двуплечих пар соединены вместе, обычно образуя плоское квадратное устройство.

При создании нового устройства ученые разместили шесть пар вдоль тонкой полоски. Затем они использовали гибкую металлическую фольгу, чтобы соединить 12 полос вместе, создав устройство с 72 парами. Между слоями каждой полоски был использован жидкий металл для повышения производительности устройства.

По словам ученых, такое устройство с 72 парами показало самую высокую выходную мощность и удельную мощность устройства из одного термоэлектрического генератора. Промежутки между полосами обеспечивают гибкость, чтобы соответствовать таким формам, как трубы. Зазоры также позволяют гибко изменять коэффициент заполнения или соотношение между площадью термоэлектрического материала и площадью устройства, что можно использовать для оптимизации термоэлектрических устройств для различных источников тепла.

Вам может понравиться

В Японии нашли новый способ превращения рыбных отходов в ценный углеродный наноматериал

Исследовательская группа из Нагойского технологического института (NITech) в Японии разработала технологию синтеза, способную преобразовать рыбью чешую из отходов рыбообработки в широко востребованный наноматериал на основе углерода. Об этом сообщает Science

Диеты с высоким содержанием кальция и калия способны защитить от образования камней в почках

Специалисты клинической сети Майо в США по итогам исследования влияния диетических изменений установили, что обогащение рациона продуктами с высоким содержанием кальция и калия может предотвратить повторное симптоматическое образование камней в

Визит Беглова в пострадавшие от непогоды районы не решил вопрос устаревших ливневок

Губернатор Северной столицы Александр Беглов посетил несколько районов города, наиболее пострадавших от непогоды. Во время его визита петербуржцы, не раз отмечавшие проблемы с ливневками, так и не узнали, заменят ли
Погода в России: