Український телекомунікаційний портал

Новий матеріал від КRІСТ перетворює тепло на електрику ефективніше та екологічноВчені з Коrеа Rеsеаrсh Іnstіtutе оf Сhеmісаl Тесhnоlоgy (КRІСТ) розробили новий спосіб перетворення тепла на електрику за допомогою термоелектричного матеріалу на основі селеніду срібла (Аg₂Sе). Цей матеріал не лише екологічний, а й високопродуктивний, і його можна виготовляти при значно нижчих температурах та тисках, ніж традиційні термоелектричні сполуки. Крім того, він працює в обох напрямках: може перетворювати тепло в електрику та навпаки.

Чому термоелектрика важлива

Термоелектричні матеріали привертають увагу як технології майбутнього. Вони здатні охолоджувати електроніку або перетворювати відходи тепла в корисну енергію. У новому дослідженні вчені використали Аg₂Sе, що складається з відносно доступних елементів срібла та селену, що робить матеріал простішим та екологічнішим порівняно з іншими підходами.Команда синтезувала наночастинки Аg₂Sе у розчині, додавши надлишок селену для створення складу Аg₂Sе₁.₂. Потім простий процес термообробки дозволив отримати щільний термоелектричний матеріал з покращеною електропровідністю і зниженим теплопровідністю кристалічної решітки.

Можливості застосування

Матеріал можна використовувати у малих системах генерації електрики, наприклад у промислових процесах, дата-центрах або сонячних теплових установках. В перспективі він може стати джерелом енергії для носимих ІоТ-пристроїв та медичних сенсорів.«Головне досягнення полягає у створенні високопродуктивного термоелектричного матеріалу без складного легування та екстремальних умов», — зазначає команда дослідників.

Як це працює

Під час нагрівання селен переходить у рідку фазу, заповнюючи проміжки між частинками Аg₂Sе, що покращує з’єднання зерен і зменшує пористість. Це підвищує електропровідність і знижує теплопровідність кристалічної решітки. Матеріал показав максимальний коефіцієнт ефективності 0,927 при 393 К, а його гнучка структура дозволяє створювати циліндричні термоелектричні генератори зі стабільною напругою.Крім того, Аg₂Sе₁.₂ продемонстрував у два рази кращу міцність на стиск і модуль Юнга, що робить його надійним для складних та вигнутих форм пристроїв.Цей матеріал відкриває шлях до нового покоління енергетичних пристроїв, які збирають енергію з тепла навколишнього середовища, працюють гнучко, ефективно і екологічно. Завдяки принципам ефекту Пельтьє та ефекту Зеєбека, Аg₂Sе₁.₂ може як генерувати електрику з температурної різниці, так і охолоджувати або нагрівати при проходженні струму.Це великий крок до екологічних і компактних джерел енергії для майбутнього.