Forskere fra Peter den Store St. Petersburg Polytechnic University er ved at udvikle en ny generation af termoelektriske generatorer, som er ti gange mere effektive end deres modstykker i marked. Det endelige produkt vil gå i produktion ved udgangen af 2021!
Vi har studeret forskellige modifikationer af kulstofnanorør i et stykke tid, mere end 15 år. Ikke kun til termoelektriske generatorer, men også for eksempel til effektive elektroniske auto-emittere og forskellige typer sensorer - lysfølsomme sensorer mv.
Modellen for interaktion mellem varmefluxen og elektroniske delsystemer i vores kulstofnanostruktur er grundlaget for at skabe en specifik enhed - en termoelektrisk generator ", - forklarede lederen af udviklingsgruppen Olga Kvashenkene, direktør for STC "Neural prognose af materialer og teknologier til elektronikindustrien" (NCMU SPbPU "Avanceret digital teknologier").
En termoelektrisk generator er en lille enhed (husmål 5 mm) × (2 mm i størrelse), som omdanner termisk energi til elektrisk energi. Enheden indeholder en kompleks kulstofnanostruktur.
På billedet nedenfor kan du se den nye termoelektriske generator.
Ved opvarmning forekommer kvanteelektrodynamiske processer i strukturen, hvilket fører til termoelektrisk generering. I opvarmede strukturer med en kompleks støkiometri er interaktioner mellem de elektroniske og strukturelle delsystemer (gitter) exciterede. Denne kvante-fysiske interaktion fører til generering af elektrisk strøm gennem den termiske effekt.
"Termoelektriske generatorer er baseret på kulstof nanorør, der kan modificeres på forskellige måder," forklarer Olga Kvashenkina. - Det er velkendt, at kulstof kan være i form af diamanter og er et næsten ideelt dielektrikum - Et materiale, der ikke leder elektricitet og er i form af grafit, er en meget god leder af elektrisk nuværende.
Det er på basis af disse to anisotrope kulstofkompositter, at vores generatorer er baseret. Vi opnår denne komposit ved hjælp af en helt unik teknologi, der giver os mulighed for at reproducere egenskaberne af en termoelektrisk generator, som er meget god til industrielle projekter."
Funktionsprincippet er relateret til strukturen af den nanokompositkulfiber, der anvendes i generatoren i dens forskellige tilstande.
Vekslingen af ledende og ikke-ledende tilstande af det samme materiale gør det muligt at bruge egenskaberne for interaktionen mellem varme og elektronstrøm. Beregningen af denne interaktion og dens fysiske karakter, observeret i termoelektriske generatorer, er anvendelig for enkeltstående kvanter af termisk stråling og enkelte elektroner, hvilket giver os mulighed for at hævde, at kvanteelektrodynamiske processer.
Stræber efter at besætte din niche
"Det kan uden tvivl siges, at der ikke findes lignende enheder hverken i Rusland eller i udlandet, opererer på samme konstruktive grundlag som vores termoelektriske generatorer - siger Olga Kvashenkin.
Før du starter et projekt, udfører forskere teknologiske prognoser og forsøger at vurdere deres ekspertiseniveau inden for interesseområdet sammenlignet med udlandet. Derudover analyserer forskerne rækken af produkter, der er tilgængelige på det globale marked.
Nå, vi vil følge udviklingen af denne form for teknologi og, vigtigst af alt, hvilke praktiske fordele denne form for generatorer kan bringe.
Nå, hvis du kunne lide materialet, så vil jeg være glad for din vurdering, og glem heller ikke at abonnere på kanalen. Tak for din opmærksomhed!