![]()
Технология прямого преобразования отработанного тепла в электричества кажется очень перспективной, если учесть нашу нескончаемую борьбу за сокращение использования ископаемого топлива. Внимание ученых всего мира сосредоточено на термоэлектриках, которые как раз и преобразуют одну энергию в другую. Из множества потенциальных кандидатов, которые работают в температурном диапазоне от 30 до 630 градусов по Цельсию, лучшими термоэлектрическими свойствами обладает теллурид свинца. К сожалению, выдающиеся свойства материала меркнут в свете природной токсичности свинца, а потому ученые продолжают искать более безопасную альтернативу. Например, это может быть теллурид олова. Однако он не столь эффективен, как теллурид свинца, и ученые активно исследуют разные возможности улучшения его термоэлектрических свойств. Снижают эффективность теллурида олова две проблемы: высокая теплопроводность и низкий коэффициент Зеебека, который определяет, насколько велико генерируемое термоэлектрическое напряжение в качестве функции температуры. Ученым удалось улучшить показатели двух компонентов по отдельности, но одновременно для теллура и олова сделать это оказалось намного сложнее. Результаты опубликованы в издании Chemical Engineering Journal. Ученые доктор Чжохон Ким и Хён Чжу из университета Чунг-Анга (Южная Корея) разработали эффективную стратегию для решения этой проблемы. Их подход основан на наноструктурировании — производстве материала с нужными структурными свойствами в наномасштабе. В данном случае ученые изготовили нанолисты теллурида олова. Однако их получение с помощью стандартных процедур — процесс очень сложный, и потому ученые решили разработать инновационную стратегию синтеза. Они использовали преимущество другого полупроводника — селенида олова. Этот материал имеет слоистую структуру. Для получения нанолистов слои достаточно просто отшелушиваются. Чтобы предотвратить окисление, нанолисты поместили в раствор винной кислоты, а чистый теллур — в атмосферу, состоящую из азота. Винная кислота извлекает пары олова-селена из нанолистов, и анионы теллура естественным образом замещают анионы селена в этих парах. Затем пары олова-теллура вновь соединяют с исходным нанолистом немного несовершенным способом, создавая в материале поры и границы зерен. Итогом всего этого процесса становится пористый нанолист теллурида олова. Исследователи изучили механизмы реакций, благодаря которым удалось получить нанолисты, и решили определить условия синтеза, которые позволили получить оптимальную морфологию в наномасштабе.
Эффективность самых лучших нанолистов теллурида олова составляет 1,1 при температуре 650 градусов по Цельсию, что почти втирое выше, чем у объемного теллурида олова. Результаты исследования кажутся весьма многообещающими в сфере высокоэффективных термоэлектриков, которые найдут применение не только в производстве энергии, но и в охлаждении, кондиционировании воздуха, транспорте, и даже в биомедицинских устройствах. Не менее важно то, что удалось понять благодаря новой стратегии синтеза.
Самое важное: поскольку сбор тепловой энергии — это самое востребованное применение термоэлектриков, данное исследование может помочь повысить эффективность промышленных процессов. Термоэлектрики позволят нам использовать большие объемы ежедневно вырабатываемого тепла и получать полезную электроэнергию. Дальнейшие исследования в этой области сделают общество более экологичным. 16.02.2021 |
Нано
![]() | Нанотехнологии вернут отработанное тепло на служб... |
Технология прямого преобразования отработанног... |
![]() | Ученые впервые пробили в ГЭБ брешь для эффективно... |
В течение минувших десятилетий ученые обнаружи... |
![]() | Форма фотонанокатализаторов имеет огромное значен... |
При проектировании наночастиц, которые с ... |
![]() | Выбор условий для измерения размера макромолекул ... |
Исследовано изменение размера растущих молекул... |
![]() | Старые добрые нанотрубки борозды не испортят |
Кристаллы из ультратонких углеродных нано... |
![]() | Ученые придумали, как усилить свойства композитов |
Материаловеды из политехнического институ... |
![]() | Носимую электронику больше не будут клеить на тка... |
Стремление создать доступную, прочную и м... |
![]() | Поляризованный свет необычно влияет на золотые на... |
Ученые из университета Райса в ходе ... |
![]() | Светящиеся растения из Аватара появятся на Земле |
Все помнят эти удивительные люминесцентны... |
![]() | Создан нанолазер, который меняет цвет как хамелео |
Новинка позволит продвинуться в области г... |
![]() | Разработана искусственная кожа на основе графена |
Исследователям из Университета Глазго уда... |
![]() | Наноцеллюлозу используют в медицине и экологичной... |
Что, если бы вам удалось исполь... |
![]() | Печатные электронные устройства сделают вечными |
Группа инженеров из Калифорнийского униве... |
![]() | Графен поможет выращивать уникальные двумерные по... |
Новый метод производства позволит получать дву |
![]() | Молекулы Лего помогли ученым усовершенствовать ул... |
Во всем мире ультразвуковая визуализация приме... |
![]() | Эффективность не измеряется измерениями |
В это сложно поверить, но не вс... |
![]() | Самосборку нанокристаллов можно увидеть вживую |
Превращение простых коллоидных частиц &md... |
![]() | Самое маленькое в мире радио вибрирует в унисон с... |
Физики из Калифорнийского университета в&... |
![]() | Создан очень гибкий и эластичный материал из нано... |
Китайские ученые создали инновационный материа... |
![]() | Покрытие из нанолент защитит самолеты от наледи и... |
Тонкое покрытие, состоящее из нанолент гр... |
![]() | Теплопроводностью можно управлять с помощью нанос... |
Теплопроводность — знакомое каждому... |
![]() | Белый графен поможет раскрыть потенциал черного г... |
Изготовление идеального монослоя так назы... |
![]() | Создана наносубмарина с ультрафиолетовым приводом |
Наносубмарины хотя и не совсем готов... |
![]() | Для повышения предела чувствительности спектроско... |
Увеличив площадь поверхности графен-золотых на... |
![]() | Казанские ученые представили нанокомпозит исключи... |
Публикация исследователей из Казани и&nbs... |
![]() | Генераторы углеродных нанотрубок давно среди нас |
Ученые предположили, что, возможно, автомобили... |
![]() | Доказана возможность использования наноколец в со... |
Когда Рамеш Джасти начал изготавливать крошечн... |
![]() | Созданы моторчики, которые заводятся от обычного ... |
Удивительно, но это факт: чтобы акти... |
![]() | Совершен прорыв в области левитирования нанообъек... |
Исследователи из Рочестера впервые добили |
![]() | Открыт синтез нового наноматериала |
Сотрудники технического университета Луизианы ... |