Ведущие ученые НИТУ «МИСиС» реализовали инновационный проект, создав передовые термоэлектрические элементы, способные преобразовывать тепло в электрический ток. Такое решение открывает новые горизонты для разработки портативных источников питания, которые, например, можно будет интегрировать в текстиль или любую другую поверхность, позволяя получать энергию непосредственно от тела человека. Новый прорыв в технологии вдохновляет на смелые идеи для грядущих разработок в сфере автономной электроники.
Будущее «зеленой» энергетики уже сегодня
Термоэлектрические технологии позволяют получить электрическую энергию из тепловых потоков, возникающих при разнице температур. Такого рода градиенты окружают нас постоянно — это и нагретые поверхности зданий, транспортные средства, и, конечно же, собственное тепло человеческого организма. Современные термоячейки традиционно сталкивались с проблемой низкой производительности, что сдерживало широкое внедрение подобных решений.
Инновационная конструкция: новый шаг в термоэлектричестве
Благодаря усилиям команды из НИТУ «МИСиС», удалось создать уникальные термоячейки на основе оксидно-металлических электродов, использующих водный электролит. Такой материал и структура электродов позволили снизить внутреннее сопротивление элемента и значительно повысить силу тока. В результате выходная мощность нового устройства возросла в 10-20 раз по сравнению с классическими моделями и достигает 0,2 В при температуре электрода до 85 °С. Ключевой инновацией стала возможность работы именно с водной средой, что дополнительно увеличивает потенциал и снижает себестоимость разработки.
Рекордные показатели эффективности: слова эксперта
Один из ведущих авторов изыскания — Игорь Бурмистров, эксперт кафедры ФНСиВТМ НИТУ «МИСиС», отмечает, что решение предусматривает использование оксидно-никелевых электродов на базе полых никелевых микросфер. Это привело к достижению рекордного гипотетического коэффициента Зеебека для водных электролитов, а также было выявлено необычное нелинейное изменение вольт-амперной характеристики, обеспечивающее заметный рост эффективности устройства.
По словам Игоря Бурмистрова, высокий коэффициент Зеебека, полученный в ходе экспериментов, теперь позволяет эффективно использовать даже минимальные источники тепла — к примеру, энергию самого человеческого тела. Применение водного электролита — еще одна отличительная черта технологии, так как это решение делает производство более экономичным и безопасным.
Дальнейшие перспективы и новые горизонты
Команда исследователей планирует продолжить работу над оптимизацией состава материалов и совершенствованием конструкции термоячеек. Увеличение выходной мощности остается одной из приоритетных задач на ближайшее будущее. Кроме того, ученые рассматривают возможность создания суперконденсаторов, которые будут способны накапливать и сохранять заряд длительное время. Положительные изыскания показывают, что вскоре может появиться совершенно новый класс автономных, экологичных и долговечных источников энергии для носимых и портативных устройств.
Вклад специалистов НИТУ «МИСиС» открывает впечатляющие перспективы не только для индивидуальной электроники, но и фундаментально меняет подход к энергетической независимости и «умным» технологиям. Новые энергоэффективные решения, разработанные под руководством Игоря Бурмистрова, вселяют уверенность, что наша жизнь станет проще и экологичнее уже в самом ближайшем будущем.
Источник: scientificrussia.ru
