Пробив в енергетиката: Нова технология увеличава ефективността на термоелектрическите генератори с 360%

Обикновено опитите за усъвършенстване на термоелектричните материали зависят единствено от техните свойства, но в този случай е помогнала промяната в геометрията. Учени от Южна Корея и Съединените щати успешно са разработили нова геометрия за термоелектрически материали, която преди това е била ограничена до правоъгълни паралелепипеди. Новият дизайн, реализиран с помощта на съвременни адитивни технологии, значително увеличава производството на енергия.

Термоелектрическата технология преобразува топлината в електричество. Така например топлината, която се получава като страничен продукт от фабриките, автомобилните двигатели и дори от човешкото тяло. Досега научните изследвания в областта на термоелектрическите генератори бяха насочени към подобряване свойствата на термоелектрическите материали. Въпреки успехите им обаче тяхната ефективност не е достигнала нивото на икономическа жизнеспособност.

Екип от учени от Университета за наука и технологии в Поханг и Университета „Джордж Вашингтон“ демонстрираха по-различен подход и доказаха, че простата промяна на формата и състава на термоелектрическите материали може да увеличи максимално тяхната ефективност – тоест КПД. Като са моделирали осем различни геометрични структури, изследователите са сравнили тяхната ефективност и са потвърдили, че формата на пясъчен часовник превъзхожда всички останали при всички условия на генериране, съобщава Science Daily.

Въз основа на експериментите е установено, че формата на пясъчен часовник е приблизително 3,6 пъти по-ефективна от традиционните кубични термоелектрически генератори.

Адаптирайки процеса на 3D принтиране за създаване на сложната форма, учените са произвели термоелектрически материали със специализирани дефекти, които свеждат до минимум топлопроводимостта на материалите и увеличават термоелектрическата им ефективност до 2,0. Това е най-високата стойност за термоелектрически материали, създадени чрез 3D принтиране.