Иллюстрация: pronedra.ru.
Промышленность и транспорт ежегодно рассеивают в атмосферу колоссальное количество тепловой энергии. Термоэлектрические генераторы — устройства, превращающие разность температур непосредственно в электрический ток, — могут утилизировать часть этих потерь. Но традиционные термоэлектрики на основе висмута и теллура дороги, хрупки и требуют редких элементов. Углеродные нанотрубки — потенциальная органическая альтернатива — долго оставались менее эффективными. Новое исследование Университета Аделаиды, описанное на TechXplore, меняет эту картину.
Команда Шарлотты Уильямс разработала метод повышения термоэлектрического коэффициента мощности (power factor) в нанотрубочных плёнках. Ключевой подход — точная настройка химического допирования: в нанотрубочную матрицу вводились специфические молекулярные добавки, которые изменяли носители заряда с электронных на дырочные или наоборот, оптимизируя баланс электрических и тепловых свойств.
Результаты:
- достигнутый коэффициент мощности — рекордный среди органических термоэлектрических материалов в определённом температурном диапазоне;
- материал сохранял эффективность при температурах до 150 °C — диапазон, характерный для промышленных отходящих потоков;
- нанотрубочные плёнки гибкие и могут быть нанесены на поверхности нестандартной геометрии — трубы, теплообменники.
До коммерциализации предстоит улучшить долгосрочную стабильность допирования и провести оценку экономики производства.
Ранее pronedra.ru писал о слоистом кристалле для превращения тепла в ток.