NatComm: Органический термоэлектрик собирает энергию при комнатной температуре

Исследователи создали новое органическое термоэлектрическое устройство, которое может получать энергию из температуры окружающей среды. У термоэлектрических устройств много применений, но есть препятствия для их повсеместного использования.

Команда исследователей объединила уникальные свойства органических материалов и создала основу для получения термоэлектрической энергии при комнатной температуре без перепада температур.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Термоэлектрические генераторы преобразуют тепло в электричество, если одна сторона устройства горячая, а другая — холодная. Поэтому они могут собирать отработанное тепло от других методов получения энергии, что делает их полезными для исследователей и разработчиков.

Термоэлектрические генераторы широко известны благодаря использованию в космических зондах, таких как марсоход Curiosity и зонд Voyager. Они работают на радиоизотопных термоэлектрических генераторах: тепло от радиоактивных изотопов создаёт разницу температур для работы термоэлектрических устройств, которые питают приборы аппаратов.

Но сегодня эти устройства используются недостаточно часто из-за высокой стоимости производства, использования опасных материалов, низкой энергоэффективности и необходимости высоких температур.

Мы изучали, как создать термоэлектрическое устройство, которое будет получать энергию от тепла окружающей среды. Наша лаборатория изучает органические соединения и их применение. Многие из них могут легко передавать энергию друг другу.

Хороший пример таких возможностей — OLED и органические солнечные батареи.

Мы искали соединения, которые хорошо передают электроны. После тестирования разных материалов мы выбрали два: фталоцианин меди (CuPc) и гексадекафторфталоцианин меди (F16CuPc).

Чтобы улучшить свойства интерфейса, мы добавили фуллерены и BCP — они тоже хорошо переносят электроны. Это значительно увеличило мощность устройства. В результате получилось оптимизированное устройство со слоями CuPc в 180 нм, F16CuPc в 320 нм, фуллерена в 20 нм и BCP в 20 нм, — объясняет профессор Чихая Адачи

Новое органическое устройство работает без использования температурного градиента и имеет хорошие показатели. Напряжение разомкнутой цепи составляет 384 мВ, плотность тока короткого замыкания — 1,1 мкА/с м² , максимальная мощность — 94 нВт/с м² .

Адачи считает, что у разработки большой потенциал, и предлагает продолжить исследования с использованием различных материалов. Возможно, получится увеличить площадь устройства и добиться более высокой плотности тока.

19.09.2024


Подписаться в Telegram



Хайтек

Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность

3D-печать меняет правила игры: она дает б...

Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом

Физики научились управлять светом в кроше...

Тараканы-киборги — спасатели ближайшего будущего
Тараканы-киборги — спасатели ближайшего будущего

От зон стихийных бедствий до экстрем...

Томские ученые раскрыли секреты молекулярных взаимодействий
Томские ученые раскрыли секреты молекулярных взаимодействий

Ученые из Томского политехнического униве...

100 миллионов за молекулярный прорыв: в Уфе запустили супер-спектрометр
100 миллионов за молекулярный прорыв: в Уфе запустили супер-спектрометр

В Уфимском федеральном исследовательском центр...

От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP

В НИЯУ МИФИ создали онлайн-сервис —...

CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее

Передовая роботизированная система CARMA II ус...

Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности

Ученые из Санкт-Петербургского государств...

MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+
MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+

Инженеры из MIT придумали, как сдела...

Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры
Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры

Сотрудники лаборатории 3D-печати функциональны...

Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов
Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов

Ученые Томского политехнического университета ...

Свет из земли: как глина превратилась в дисплей
Свет из земли: как глина превратилась в дисплей

Мир дисплеев скоро изменится благодаря новым м...

В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии
В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии

В Национальном исследовательском ядерном униве...

Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям
Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям

Комментирует профессор Майя Вергниори, которая...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Две казанские студентки, одно изобретение и большой шаг для экологии
Две казанские студентки, одно изобретение и большой шаг для экологии
GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
Новый рулевой КАИ Кирилл Охоткин: что ждет университет
Новый рулевой КАИ Кирилл Охоткин: что ждет университет
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
Математика против вирусов: как ученые СПбГУ научились предсказывать эпидемии
Математика против вирусов: как ученые СПбГУ научились предсказывать эпидемии
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Т-клетки и В-клетки: новые герои в борьбе с раком
Т-клетки и В-клетки: новые герои в борьбе с раком
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Почему одни помнят сны, а другие нет? Ученые нашли ответ
Почему одни помнят сны, а другие нет? Ученые нашли ответ
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении
От мигрени до Альцгеймера: что значат гормоны для мозга
От мигрени до Альцгеймера: что значат гормоны для мозга
Nature Genetics: Тайны ДНК помогут понять, что на самом деле вызывает рак
Nature Genetics: Тайны ДНК помогут понять, что на самом деле вызывает рак
Тайны диатомовых водорослей: что происходит, когда вода становится соленой
Тайны диатомовых водорослей: что происходит, когда вода становится соленой

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
СПбГУВМ анонсировал лабораторию для развития племенного животноводства
Ученые Казанского ГАУ выявили культуры, способные снизить выбросы CO2 в атмосферу на 25-27%