Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Чистая энергия

Специалисты МТИ обнаружили способ в 3 раза повысить эффективность термоэлектрических устройств при помощи топологических материалов с уникальными, превосходящими современные аналоги свойствами.

«Мы обнаружили, что можем раздвинуть границы этого наноструктурного материала таким образом, что он станет хорошим термоэлектрическим материалом, лучшим, чем традиционные полупроводники вроде кремния, — говорит Тэхуань Лю, автор опубликованной в PNAS статьи. — В конце концов, он может стать чистым способом превращения тепла в электричество, что уменьшит эмиссию углекислого газа».

Термоэлектрические устройства превращают разницу температур в электричество и наоборот, меняя температуру под воздействием электричества. Сегодня они применяются в относительно маломощных системах, например, в датчиках трубопровода, в качестве аккумуляторов автономной подпитки в космических зондах и для охлаждения минихолодильников.

Для того чтобы ответить на вопрос, можно ли увеличить мощность этих устройств и как это согласуется с топологическими свойствами их материалов, Лю и его коллеги изучили теплоэлектрические свойства теллурида олова, смоделировав движение электронов через него и измерив показатель средней длины свободного пробега, расстояния, которое электрон с данной энергией свободно пройдет в материале, прежде чем будет рассеян каким-нибудь объектами или дефектами.

Результаты измерений показали, что у высокоэнергетических электронов короче средняя длина свободного пробега, а более низкоэнергетических она длиннее. Кроме того, ученые обнаружили, что способность материала проводить электричество при градиенте температур сильно зависит от энергии электрона. В частности, что низкоэнергетические электроны негативно влияют на разницу напряжения.

Следующим шагом для исследователей стало уменьшение диаметра отдельных частиц теллурида олова до 10 нм, что привело к увеличению разницы напряжения и в 3 раза увеличило объем выработанного электричества.

Теллурид олова — всего лишь один из примеров топологических материалов. Если ученым удастся определить идеальный размер частиц для каждого из них, они скоро станут практичной и экономически выгодной технологией получения чистой энергии, пишет MIT News.

Топологический металл с уникальной электронной структурой обнаружили в 2016 году американские физики. Тетрастаннид платины отличается не только высокой плотностью электронов, но и множеством близко расположенных точек Дирака.

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

Британские инженеры предлагают питать поезда солнечной энергией
Энергия солнца
Samsung разработала человекоподобного робота Saram
Роботехника
В Лондоне общественный транспорт можно будет вызвать, как такси
Идеи
Майкл Пенс призвал упростить выдачу лицензий на космические запуски
Частный космос
Daimler запустит производство тяжелой электрофуры eActros в 2021 году
Электротранспорт
AT&T назвала города США, в которых сеть 5G появится уже в 2018 году
Переход на 5G
Интернет вещей
ARM интегрировала новый формат SIM-карты сразу в мобильный процессор
Создан терапевтический гель против рака
Борьба с раком
Разработан мемтранзистор — гибрид мемристора и транзистора
Микроэлектроника
Космические планы
Запуск интернет-спутников от SpaceX переносится на неопределенный срок
«Умная» куртка использует ИИ, чтобы регулировать температуру
Одежда будущего
Стартап позволит совершать сделки с криптовалютой в тайне
Блокчейн
Renault построит «умную» энергосистему на острове в Португалии
Тренды
К 2030 треть всей производимой энергии в Европе должна быть чистой
Чистая энергия
Илон Маск покинул совет директоров OpenAI
Кейсы
Борьба со старением
Раскрыт механизм омоложения мозга переливанием крови
Балеарские острова перейдут на возобновляемую энергетику к 2050 году
Тренды
«Чистые» источники обеспечат 75% энергии в Южной Австралии к 2025 году
Тренды
«Мы должны прекратить притворяться, что ИИ не лишит людей работы»
Искусственный интеллект
Ученые впервые зарядили смартфон лазером с расстояния 4 метра
Беспроводная зарядка
Nokia запускает платформу для умных городов и IoT
Умный город
Городские фермы могут приносить до $160 млрд ежегодно
Города будущего
Исследователи объединили AR, 3D-печать и робототехнику
Тренды
Испанский стартап представил бумажные одноразовые батареи
Экологичные технологии
Boston Dynamics показала противостояние человека и робота
Робототехника
Возобновляемая энергетика
Прошел испытания первый в мире воздушный солнечный реактор
Boeing стандартизирует 3D-напечатанные запчасти для самолетов
3D-технологии
GoldX — первая криптовалюта, отвечающая законам шариата
Криптовалюты
Финляндия начнет выдавать стартап-вид на жительство
Тренды
Иранский инженер создал легкий электробайк с дальностью хода 80 км
Транспорт будущего
Google запустила собственный платежный сервис
Кейсы
Глава Банка Англии: «Биткойн не состоялся как валюта»
Криптовалюты
Нанотехнологии
Открыты материалы, которые совершат революцию в электронике
Китай впервые обошел США по объему инвестиций в ИИ-стартапы
Искусственный интеллект
Bigelow Space Operations займется торговлей орбитальными станциями
Частный космос
На продолжительность жизни потомства влияет возраст отцов
Генетика
Электромобили
Tesla Model S обогнала по продажам в Европе BMW 7 и Mercedes S-class
Роботы-террористы и постправда: главные угрозы ИИ
Искусственный интеллект
Toyota в 20 раз удешевила магниты для двигателей электромобилей
Электромобили
Тереза Мэй призывает британскую молодежь идти в техникумы
Образование
Новая электронная «кожа» чувствует прикосновение божьей коровки
Гибкая электроника
«Аналоговые банки и финансовые компании проиграют цифровым»
Мнения
Генетики нашли доказательства того, что люди одомашнили себя сами
Генетика
Falcon Heavy в 15 раз увеличила число доступных для разработки астероидов
Добыча на астероидах
Сооснователь Facebook: «БОД нужно вводить уже сейчас»
Соцпособия будущего
«ИТ-компании должны подготовить сотрудников к эпохе ИИ»
Автоматизация
Микроэлектроника
Samsung выпустила твердотельный накопитель емкостью 30,72 ТБ
Как лазеры и роботы меняют рыбоводческие фермы
Технологии будущего
Stelia напечатала авиационный фюзеляж с эффектом самоупрочнения
3D-технологии