Forskare från Peter den store St. Petersburg Polytechnic University håller på att utvecklas en ny generation termoelektriska generatorer, som är tio gånger effektivare än sina motsvarigheter i marknadsföra. Den slutliga produkten kommer att börja produceras i slutet av 2021!
Vi har studerat olika modifieringar av kolnanorör under ganska lång tid, mer än 15 år. Inte bara för termoelektriska generatorer, utan även för till exempel effektiva elektroniska auto-emitters och olika typer av sensorer - ljuskänsliga sensorer m.m.
Modellen för interaktion mellan värmeflödet och elektroniska delsystem i vår kolnanostruktur är grunden för att skapa en specifik enhet - en termoelektrisk generator ", - förklarade chefen för utvecklingsgruppen Olga Kvashenkene, chef för STC "Neural prognos av material och teknik för elektronikindustrin" (NCMU SPbPU "Avancerad digital teknologier").
En termoelektrisk generator är en liten enhet (husmått 5 mm) × (2 mm i storlek), som omvandlar termisk energi till elektrisk energi. Enheten innehåller en komplex kolnanostruktur.
På bilden nedan kan du se den nya termoelektriska generatorn.
Vid uppvärmning sker kvantelektrodynamiska processer i strukturen, vilket leder till termoelektrisk generering. I uppvärmda strukturer med en komplex stökiometri exciteras interaktioner mellan de elektroniska och strukturella delsystemen (gitter). Denna kvantfysiska interaktion leder till generering av elektrisk ström på grund av den termiska effekten.
"Termoelektriska generatorer är baserade på kolnanorör som kan modifieras på olika sätt", förklarar Olga Kvashenkina. - Det är välkänt att kol kan vara i form av diamanter och är ett nästan idealiskt dielektrikum - Ett material som inte leder elektricitet och är i form av grafit är en mycket bra ledare av elektrisk nuvarande.
Det är på basis av dessa två anisotropa kolkompositer som våra generatorer är baserade. Vi får fram denna komposit med hjälp av en helt unik teknik som gör att vi kan återskapa egenskaperna hos en termoelektrisk generator, vilket är mycket bra för industriella projekt."
Funktionsprincipen är relaterad till strukturen hos den nanokompositkolfiber som används i generatorn i dess olika tillstånd.
Växlingen av ledande och icke-ledande tillstånd av samma material gör det möjligt att använda egenskaperna för växelverkan mellan värme och elektronflöde. Beräkningen av denna interaktion och dess fysiska natur, observerad i termoelektriska generatorer, är tillämplig på enkla termisk strålning och enskilda elektroner, vilket gör det möjligt att hävda att kvantelektrodynamiska processer.
Strävar efter att ockupera din nisch
"Det kan utan tvekan sägas att det inte finns några liknande enheter vare sig i Ryssland eller utomlands, arbetar på samma konstruktiva grund som våra termoelektriska generatorer - säger Olga Kvashenkin.
Innan du startar något projekt utför forskare tekniska prognoser och försöker bedöma deras kompetensnivå inom området av intresse i jämförelse med främmande länder. Dessutom analyserar forskarna utbudet av produkter som finns på den globala marknaden.
Tja, vi kommer att följa utvecklingen av denna typ av teknik och, viktigast av allt, vilka praktiska fördelar den här typen av generatorer kan ge.
Tja, om du gillade materialet, kommer jag att vara glad över din bedömning, och glöm inte att prenumerera på kanalen. Tack för din uppmärksamhet!