Избыточное промышленное тепло смогли преобразовать в электричество

Угольные и газовые электростанции, производство стекла и кирпича, нефтеперерабатывающие заводы и прочая промышленность выделяют огромное количество избыточного тепла, которое потенциально может быть преобразовано в полезную энергию. В связи с этим ученые разработали недорогой и высокоэффективный материал для массового применения в термоэлектрических устройствах.

Более 65% энергии от ископаемого топлива теряется из-за отсутствия технологий реализации тепла. Ученые предложили решение этой проблемы

Технологии преобразования тепла в энергию уже существуют. Так на марсоходе НАСА Perseverance находятся устройства, которые улавливают тепло от радиоактивного распада плутония и преобразуют его в электричество для питания марсохода. Их эффективность в среднем составляет 4-5%, для Perseverance этого достаточно, но для использования на Земле эти показатели слишком малы.

Команда ученых из Северо-Западного университета (США) и Сеульского университета (Республика Корея) разработала высокоэффективный термоэлектрический материал, который можно использовать для переработки избыточного тепла в электричество. Для этого они использовали очищенный селенид олова в поликристаллической форме. Однако для достижения высокого коэффициента преобразования тепла исследователям пришлось устранить одну преграду.

Термоэлектрические устройства состоят из двух частей — горячей и холодной, между которыми находится специальный материал. Он должен иметь очень низкую теплопроводность, но хорошую электропроводность, чтобы эффективно перерабатывать тепло и выводить электричество. А поскольку источник тепла может достигать 400-500°C, материал должен быть стабильным при очень высоких температурах.

Ученые считали, что селенид олова в поликристаллической форме идеально подходит под эти параметры. Однако они обнаружили, что теплопроводность материала оказалась слишком высокой, из-за слоя окисленного олова. После его удаления специалисты еще раз протестировали селенид олова. В этот раз результаты оказались более чем удовлетворительными — производительность устройства превышала производительность других форм, что сделало его самым эффективным на данный момент.