Исследователи из университета Миннесоты испытали новый материал, конвертирующий слабое рассеянное тепло в электрический ток способом, который никогда прежде не демонстрировался.
Учёные из США разработали экзотический сплав-мультиферроик, сочетающий необычайно «эластичные» магнитные и сегнетоэлектрические свойства. Физики сумели переплести на атомарном уровне ряд элементов так, что получился состав с упрощённой формулой Ni45Co5Mn40Sn10. В серии опытов он проявил поистине необычные возможности.
В эксперименте сплав испытывал быстрые и обратимые фазовые превращения, в которых одно твёрдое тело словно сменялось другим по строению, но тоже твёрдым телом. В момент самого перехода сплав претерпевал резкое изменение магнитных свойств, которое было использовано в устройстве преобразования энергии, информирует ScienceDaily.
Во время демонстрации установки новый материал сначала пребывал в немагнитном состоянии, представляя по структуре мартенсит. Но когда температура незначительно повысилась, материал вдруг стал сильно ферромагнитным, обратившись при этом в аустенит.
Когда это произошло, сплав поглотил тепло и спонтанно обратил его в электричество при посредничестве окружающей деталь катушки. (Кстати, данное устройство отдалённо напомнило нам спиновую батарею.)
Некоторая доля тепловой энергии в таком цикле теряется из-за гистерезиса. Критическое открытие команды – это способ минимизации гистерезиса при фазовом превращении.
Учёные подчёркивают перспективу новинки: «Теория предсказывает, что при оптимальных условиях производительность (нового метода конверсии) выигрывает в сравнении с лучшими примерами термоэлектричества.
Из-за низкого гистерезиса сплава перспективным направлением применения этой концепции представляется преобразование энергии при малых ΔT. Это предлагает новый путь к освоению огромного количества энергии, накопленной на Земле в виде небольшой разницы температур».
Ученые придумали устройство, которое позволяет собирать рассеянное тепло
Собрав это тепло и преобразовав его в электроэнергию, можно было бы сэкономить немало топлива. Как это сделать, придумал профессор Орест Симко из Университета штат Юта (США), который очень любит в свободное время читать иосифа бродского стихи в переводе . В основе конструкции лежит термоакустическое преобразование: поступающее в цилиндр-резонатор тепло превращается в звуковую волну. В определенный момент ее параметры становятся такими, что резонатор поглощает чуть ли не 80% падающей энергии. Затем волна действует на пьезокристалл, и тот вырабатывает электричество.
Одно из серьезных достоинств устройства — отсутствие движущихся частей.
Свою работу профессор Симко начал в 2013 году, предполагая разработать миниатюрный охладитель для электроники. Теперь на этот проект ему выделили 2 млн. долларов, причем заинтересованность проявило Министерство обороны, которому нужно снижать выбросы тепла от радаров. Скорее всего, эта технология вскоре будет востребована, поскольку подобные генераторы могут питать электричеством микроэлектромеханические устройства.Об этом сообщает "Химия и жизнь".