Разработаны новые материалы для более эффективного сбора отработанного тепла

Как известно, термоэлектрические материалы способны преобразовывать энергию отработанного тепла непосредственно в электричество. А недавно Томми Тинелл, докторант факультета химических технологий из университета Аалто, представил новые гибридные термоэлектрические материалы, которые, благодаря сочетанию полезных свойств различных типов материалов, являются более эффективными для использования в термоэлектрических генераторах.

Самым большим препятствием к широкому распространению термоэлектрических генераторов является низкая эффективность известных на настоящий момент термоэлектрических материалов. Кроме того, существующие соединения даже с самым высоким КПД, как правило, не выдерживают высоких температур и зачастую содержат в своем составе редкоземельные и вредные элементы.

Томми Тинелл обнаружил, что путем размещения между слоями цинка наноразмерных слоев из различных органических материалов можно повысить производительность термоэлектрических материалов. По его предположению, эти органические слои влияют на снижение теплопроводности – важной характеристики любых термоэлектрических материалов.

В своем исследовании ученый использовал тонкие пленки оксида цинка, как наиболее экологически безопасного и перспективного на данный момент термоэлектрического материала. Объединив технологии атомного осаждения и молекулярного осаждения, он изготовил гибридную наноразмерную супер-решетку (толщиной примерно 100 нанометров), которая состоит из множества слоев очень тонких органических соединений и более толстых неорганических (оксид цинка) соединений. Технология осаждения атомных слоев позволила точно контролировать процесс нанопроизводства. В качестве органических материалов ученый использовал гидрохинон, 4-аминофенол и 4,4-оксидианилин.

Использование термоэлектрической технологии для сбора энергии позволит снизить нашу зависимость от традиционных источников энергии. Источники сбросного тепла можно сегодня найти везде: это и промышленные предприятия, и домашние хозяйства (печки и котлы), и автомобильные выхлопы. Остается надеяться, что исследование Томми Тинелла станет еще одним шагом в направлении использования тепла, которое в настоящее время просто испаряется в воздухе.