Новый шаг к эффективному превращению тепла в электричество

Многие электрические и механические устройства, например, двигатели автомобилей, выделяют тепло как побочный продукт своей деятельности. Это «отбросное тепло» можно улавливать внутри специально сконструированных материалов, чтобы получать энергию и повышать КПД.

В 2012 году ученые того же университета продемонстрировали, что магнитные поля могут усиливать так называемый спиновой эффект Зеебека из области квантовой механики, и усиливать напряжение тонких пленок из экзотического наноструктурного материала.

В новом исследовании ученые взяли не экзотические, а распространенные металлы, никель со вкраплениями платины, и установили , что выходное напряжение возросло с нескольких нановольт до десятков и сотен нановольт. При этом устройство стало гораздо проще в изготовлении и готово для запуска в производство.

Это означает, что для данного объема тепла сплав генерирует больше электрической энергии, чем его составляющие по отдельности. Поскольку весь сплав целиком проводит электричество, другие электрические компоненты могут использовать его напряжение эффективнее, чем в случае с пленкой, пишет Phys.org.

«Более половины энергии, которую мы используем, тратится впустую и уходит в атмосферу в виде тепла, — говорит Стивен Буна, исследователь из Университета Огайо. — Твердотельные термоэлектрические материалы могут помочь нам вернуть часть этой энергии. Эти устройства не имеют движущихся частей, не изнашиваются, они прочные и не требуют обслуживания. К сожалению, сейчас их слишком дорого и не слишком эффективно производить. Мы пытаемся это изменить».

На основе принципов термоэлектроники работают PowerWatch, разработанные американским стартапом Matrix Industries. Часы вырабатывают энергию в тот момент, когда запястье нагревается, например, во время ходьбы или физических упражнений.