Термоэлектрический материал новой формы улучшил энергоэффективность на 360%

Исследователи из POSTECH и Университета Джорджа Вашингтона разработали новый термоэлектрический материал в форме песочных часов, который увеличил эффективность преобразования энергии на 360% по сравнению с традиционными аналогами, сообщает Nature Energy.

Фото: mosenergo.ru by ПАО «Мосэнерго»/Анна Самарина, CC BY-SA 3.0

Обычно в исследованиях термоэлектрических материалов акцент делался на улучшении их физических свойств. Однако в этом исследовании удалось доказать, что изменение формы материала может значительно повысить его эффективность. Ученые применили 3D-печать и методы геометрического дизайна, экспериментируя с разными формами. Выяснилось, что конфигурация, напоминающая песочные часы, обеспечивает максимальную эффективность преобразования тепла в электричество. Такая форма не только снижает теплопроводность, но и увеличивает термоэлектрический коэффициент эффективности до рекордного уровня для 3D-печатных материалов (ZT = 2,0).

Этот уникальный дизайн позволяет эффективно распределять тепловой поток и улучшать электрические характеристики, что особенно важно при использовании в высокотемпературных генераторах.

Ученые надеются, что это открытие станет важным шагом в развитии устойчивой энергетики и термоэлектрического охлаждения.

Уточнения

Скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие.

Энергоэффективность — эффективное (рациональное) использование энергетических ресурсов.