Výzkumníci z Petrohradské polytechnické univerzity Petra Velikého vyvíjejí novou generaci termoelektrických generátorů, které jsou desetkrát účinnější než jejich protějšky trh. Finální produkt půjde do výroby do konce roku 2021!
Různé modifikace uhlíkových nanotrubic studujeme už poměrně dlouho, více než 15 let. Nejen pro termoelektrické generátory, ale např. i pro účinné elektronické autoemitory a různé typy senzorů - senzory citlivé na světlo atp.
Model interakce tepelného toku a elektronických subsystémů v naší uhlíkové nanostruktuře je základem pro vytvoření specifického zařízení - termoelektrického generátoru ", - vysvětlila vedoucí vývojové skupiny Olga Kvashenkene, ředitelka STC „Neurální předpovídání materiálů a technologií pro elektronický průmysl“ (NCMU SPbPU „Advanced digital technologie").
Termoelektrický generátor je malé zařízení (rozměry pouzdra 5 mm) × (velikost 2 mm), které přeměňuje tepelnou energii na elektrickou energii. Zařízení obsahuje komplexní uhlíkovou nanostrukturu.
Na fotografii níže můžete vidět nový termoelektrický generátor.
Při zahřívání dochází ve struktuře ke kvantovým elektrodynamickým procesům, které vedou k termoelektrické generaci. Ve vyhřívaných strukturách se složitou stechiometrií dochází k excitaci interakcí elektronických a strukturních subsystémů (mřížek). Tato kvantově-fyzikální interakce vede ke vzniku elektrického proudu prostřednictvím tepelného efektu.
„Termoelektrické generátory jsou založeny na uhlíkových nanotrubičkách, které lze různě modifikovat,“ vysvětluje Olga Kvashenkina. - Je dobře známo, že uhlík může být ve formě diamantů a je téměř ideálním dielektrikem - Materiál, který nevede elektrický proud a je ve formě grafitu, je velmi dobrým vodičem elektrického proudu proud.
Právě na základě těchto dvou anizotropních uhlíkových kompozitů jsou založeny naše generátory. Tento kompozit získáváme pomocí zcela unikátní technologie, která nám umožňuje reprodukovat vlastnosti termoelektrického generátoru, což je velmi dobré pro průmyslové projekty."
Princip činnosti souvisí se strukturou nanokompozitního uhlíkového vlákna použitého v generátoru v různých stavech.
Střídání vodivých a nevodivých stavů téhož materiálu umožňuje využít vlastnosti interakce mezi teplem a tokem elektronů. Výpočet této interakce a její fyzikální podstaty, pozorovaný u termoelektrických generátorů, je použitelný pro jednotlivé kvanta tepelného záření a jednotlivých elektronů, což umožňuje tvrdit, že kvantové elektrodynamické procesy.
Snaha obsadit své místo
„Bez jakýchkoli pochyb lze říci, že v Rusku ani v zahraničí žádná podobná zařízení neexistují. fungující na stejném konstrukčním základě jako naše termoelektrické generátory - říká Olga Kvašenkin.
Před zahájením jakéhokoli projektu provádějí výzkumníci technologické prognózy a snaží se posoudit úroveň své odbornosti v oblasti zájmu ve srovnání se zahraničím. Kromě toho výzkumníci analyzují řadu produktů dostupných na globálním trhu.
No, budeme sledovat vývoj tohoto druhu technologie a hlavně, jaké praktické výhody tento druh generátorů může přinést.
Pokud se vám materiál líbil, budu rád za vaše hodnocení a také se nezapomeňte přihlásit k odběru kanálu. Děkuji za pozornost!