Вчені розробили відповідний матеріал для використання в термоелектричних генераторах на основі «аномального ефекту Нернста (ANE)», який багаторазово підвищує ефективність генерування напруги. Ці пристрої можна зручно носити в гнучких формах і розмірах для живлення невеликих гаджетів, таким чином замінюючи батареї.
Термоелектричний ефект тягне за собою взаємоперетворення теплової та електричної енергії; називається ефектом Зеєбека, коли теплота перетворюється в електричний потенціал на стику двох різнорідних металів, а зворотний ефект називається ефектом Пельтьє, тобто перетворення електричного потенціалу в тепло.
Тепла в достатку, а часом йде відходів, які можна було б зібрати для живлення електричних пристроїв. У минулому було докладено багато зусиль для розробки комерційно життєздатної технології збирання тепла. Той, що базується на ефекті Зеебека, не міг побачити світ через ряд обмежень.
Менш відоме явище називається Аномальний ефект Нернста (ANE), тобто застосування градієнта температури в магнітному матеріалі генерує електричну напругу, перпендикулярну до теплового потоку, і також застосовувалося в минулому для збору тепла та його перетворення в електрику. Однак його потенціал був обмежений через брак відповідних нетоксичних, легкодоступних і недорогих матеріалів.
Пошуки цього потрібного матеріалу, здається, закінчилися! Дослідники нещодавно повідомили про створення сплаву, який є нетоксичним, легкодоступним, недорогим і досить пластичним для виготовлення тонких плівок, щоб відповідати вимогам. Використовуючи процес допінгу, дослідники зробили Fe3Al або FE3Ga (75% заліза і 25% алюмінію або галію). При використанні цього матеріалу створювана напруга збільшувалася в 20 разів.
Цей нещодавно розроблений матеріал виглядає дуже перспективним і може бути використаний для створення тонких і гнучких матеріалів, здатних збирати врожай. відхідне тепло ефективно для перетворення в електричну напругу, достатньої для живлення невеликі пристрої.
Відкриття цього матеріалу, який відповідає властивостям, може стати можливим завдяки наявності високошвидкісних, автоматизованих чисельних обчислювальних технологій, які ефективно долають обмеження колишнього методу розробки матеріалу, заснованого на «повторенні» та «уточненнях». .
***
джерела:
1. Університет Токіо 2020. Прес-реліз. Великий елемент для живлення невеликих пристроїв. Тонкий генератор на основі заліза використовує відпрацьоване тепло для забезпечення невеликої кількості енергії. Опубліковано 28 28 квітня 2020. Доступно в Інтернеті за адресою https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00106.html Доступ 08 травня 2020 року.
2. Сакаї А., Мінамі С., Корецуне Т. та ін. Бінарні феромагнетики на основі заліза для поперечного термоелектричного перетворення. Природа 581, 53–57 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2230-z
***
