Ефектът на Зеебек: за първи път е създадена термична батерия от течен метал

Експериментът в ENS показа съвсем неочаквани резултати.

Изследователи от Висшето училище (ENS) в Париж за първи път наблюдаваха термоелектричен ефект (ефектът на Зебек) на границата между два течни метала. Това откритие може да доведе до нови устройства за генериране на енергия от топлинни отпадъци и до подобряване на батериите от течни метали.

Експериментът е проведен с два метала, които са течни при стайна температура: галий и живак. Изследователите изливат живака в цилиндър с охладени стени и добавят слой галий отгоре. В центъра на цилиндъра е поставен нагревател, който създава температурен градиент на границата между двата метала. Потопени в течностите проводници измерват получените електрически полета.

Експериментът разкрива сложен турбулентен електрически ток. Токът се издига през живака от горещата към студената страна на камерата, след което преминава границата в галия и се връща обратно. Регистрирани са няколко такива цикъла. Наблюдавани са и области, в които не е имало плътност на тока, което се дължи на турбулентния и нелинеен характер на топлинния поток в течностите. Установено е, че плътността на тока в течностите е много по-висока, отколкото в твърдите метали, което открива възможност за създаване на високоефективни устройства за преобразуване на топлината в електричество.

Изследователят Кристоф Гисингер отбеляза, че досега учените не са изследвали термоелектричния ефект в течности поради сложността на измерванията и липсата на целенасочени изследвания. Гисингер и екипът му планират да проведат допълнителни експерименти, за да изпробват идеите си в прототипи на съвсем нов тип батерии.

Дъглас Кели от Университета в Рочестър смята, че откритието може да бъде от съществено значение за течно-металните батерии, при които движението на течния метал е важно за тяхната работа. Откритието може да помогне и за разбирането на процесите на планети като Юпитер, където подобни термоелектрични ефекти помагат за създаването на магнитно поле.

Предвид фундаменталното значение и многото потенциални приложения, изследванията в тази област продължават много интензивно. По-нататъшните открития и по-задълбоченото разбиране на термоелектричните процеси в интерфейсите на течните метали биха могли да доведат до радикално преразглеждане на съществуващите концепции и да създадат предпоставки за революционни иновации в области, вариращи от енергетиката до компютрите.