Ученые из США и Кореи предложили решение для преобразования отработанного тепла в электричество
Группа ученых из Северо-Западного университета и Сеульского национального университета в Корее продемонстрировала высокоэффективный термоэлектрический материал, который может достаточно эффективно превращать тепло в электричество. Сегодня при получении электричества из ископаемого топлива в виде "мусорного" тепла теряется свыше 65 % энергии. Улавливать это тепло и получать из него электричество - это нешуточная экономия и забота об экологии.
Материаловеды из Северо-Западного университета в штате Иллинойс разработали перспективный термоэлектрический материал в виде монокристаллического соединения селенида олова (SnSe). Проблемой оставалась высокая хрупкость монокристаллической формы соединения, что затрудняло практическое использование находки. В то же время значительно более устойчивая и пластичная поликристаллическая форма соединения оказалась не подходящей для термоэлектрического преобразования. Выяснилось, что в поликристаллическом виде селенид олова обладает высокой теплопроводностью, что нивелирует замечательные термоэлектрические характеристики материала.
С помощью южнокорейских коллег ученые из США смогли найти корень проблемы - он заключался в образовании оксидной пленки на поверхности соединения. Ученые из Кореи смогли предложить и испытать техпроцесс, при котором кислород был исключен из цепочки химических реакций и селенид олова в поликристаллической форме был получен без примесей окислов.
Эффективность преобразования отработанного тепла в "чистом" поликристаллическом соединении селенида олова (добротность) составила примерно 3,1 ZT при температуре 783 К (510 ℃). Добротность - показатель коэффициента преобразования тепла в электричество - оказалась даже выше, чем у монокристаллического соединения.
Ученые отмечают, что производство нового материала можно запустить без каких-либо трудностей. Они рассчитывают, что термоэлектрические преобразователи на основе чистого поликристаллического селенида олова будут востребованы на энергоемком производстве, например, при выплавке стали, и на крупнотоннажном транспорте, например, на морских судах большого водоизмещения.
