© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУРазработка термоэлектрического генератора нового поколения
© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУ
Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) разрабатывают термоэлектрический генератор нового поколения, который будет в десятки раз эффективнее имеющихся на рынке аналогов. Готовый продукт будет внедрен в производство к концу 2021 года.
Термоэлектрический генератор представляет собой малогабаритное устройство (в корпусной сборке будет иметь размеры 5×2 миллиметров), переводящее тепловую энергию в электрическую. Это крайне актуально в связи с мировым трендом на декарбонизацию. Генератор, разработанный исследователями СПбПУ, содержит сложную углеродную наноструктуру. Внутри структуры при нагревании происходят квантовые электродинамические процессы, запускающие термоэлектрическую генерацию.
© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУРазработка термоэлектрического генератора нового поколения
1 из 3
Разработка термоэлектрического генератора нового поколения
© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУ
© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУРазработка термоэлектрического генератора нового поколения
2 из 3
Разработка термоэлектрического генератора нового поколения
© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУ
© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУРазработка термоэлектрического генератора нового поколения
3 из 3
Разработка термоэлектрического генератора нового поколения
© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУ
1 из 3
Разработка термоэлектрического генератора нового поколения
© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУ
2 из 3
Разработка термоэлектрического генератора нового поколения
© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУ
3 из 3
Разработка термоэлектрического генератора нового поколения
© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУ
«В нагреваемой структуре, которая имеет сложную стехиометрию, запускаются процессы взаимодействия электронной подсистемы и структурной подсистемы (решетки)», — пояснила директор НТЦ «Нейропрогнозирование материалов и технологий электронной промышленности» (НЦМУ СПбПУ «Передовые цифровые технологии») Ольга Квашенкина.
По ее словам, в результате такого квантово-физического взаимодействия при термическом воздействии возникает электрический ток.
Как сообщили РИА Новости в университете, научный коллектив завершил теоретическую часть работы, связанную с эффективностью устройства. Ученые построили цифровую модель и провели виртуальные испытания, что существенно сократило время на разработку технологии. Затем результаты моделирования были проверены экспериментальным путем с помощью атомно-силовых микроскопов, различных типов спектрометров и комплекса исследовательского оборудования, созданного специально для этой разработки. В настоящее время проект находится на стадии прототипирования в «железе».
"Использование термоэлектрического генератора актуально не только для бытовых нужд, но и для промышленности: например, устройство помещается на поверхность турбинного двигателя, который может нагреваться до полутора тысяч градусов, и это тепло, переходя в электрическую энергию, питает датчики, предназначенные для мониторинга состояния систем двигателя", — сообщила Ольга Квашенкина.
При этом она отметила, что в бытовом плане устройство сможет заряжать приборы с малой энергоемкостью — электронные часы, светильники, системы полива комнатных растений и пр. «В перспективе мы будем стремиться к формату портативных термоэлектрических зарядок для мобильных телефонов», — добавила она.
По оценкам ученых, устройство отличается высоким КПД: для выработки тока для зарядки бытовых приборов хватает нагрева от обычных батарей. Предполагается, что термоэлектрический генератор устанавливается около комнатной батареи или монтируется в систему отопления, и получаемая электроэнергия идет к электрической разводке, заряжая небольшие приборы. Система безопасна как для пользователя, так и для электронного оборудования, которое к ней подключается.
29 сентября, 09:00Наука
Российские ученые создают виртуальный ядерный реактор
Как планируют ученые, устройство будет финансово доступно для обычных потребителей. Благодаря малым габаритам оно может быть переносным. В настоящее время ученые готовят два патента на изобретения. Проект реализован в рамках НЦМУ СПбПУ «Передовые цифровые технологии».