#термоэлектрика

По оценкам ученых, на отработанное тепло, которое попадает в окружающую среду и не используется, приходится более 70 процентов потерь глобального потребления энергии. С помощью термоэлектрических материалов — особых полупроводников — рассеиваемое тепло можно преобразовывать в электроэнергию. Это позволяет использовать тепло, выделяемое при сгорании топлива, для генерации электричества. Одна из главных задач современного материаловедения — поиск таких материалов. Коллектив ученых из Сколтеха, Института биохимической физики имени Н. М. Эмануэля РАН, а также других ведущих научных организаций России и Израиля изучил, как добавление примесей в термоэлектрический материал теллурид свинца может повлиять на их механические свойства и продлить срок службы термоэлектрического генератора.

В последние годы в мире значительно увеличился спрос на термоэлектрические приборы, а именно на элементы Пельтье. Такой элемент представляет собой термоэлектрический преобразователь, выполненный в виде пластины с двумя выводами питания. Если к этим выводам приложить постоянное напряжение, то одна из сторон элемента начнет охлаждаться, а вторая нагреваться. Приборы, использующие элемент Пельтье, отличаются практически неограниченным ресурсом работы, малыми габаритами, возможностью локального охлаждения, бесшумностью и экологичностью. Они имеют широкий спектр применения, например, используются в устройствах ночного видения, цифровых камерах, приборах связи, телескопах с охлаждением, кондиционерах, кулерах для воды, автомобильных холодильниках. Основная задача управления элементом заключается в точном поддержании температуры пластин, что приводит к сложным математическим расчетам системы управления элементом Пельтье. Ученые Пермского Политеха предложили алгоритм расчета, который обеспечивает быстрое и качественное управление термоэлектрического прибора.

Международная команда ученых синтезировала новый термоэлектрический сплав на основе железа, ванадия и сурьмы, модифицированный тяжелыми металлами. Такая модификация позволила более чем в два раза увеличить эффективность преобразования тепла в электричество. Разработка может найти применение как в промышленности, так и в системах умного дома.

Ученые НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами разработали первый в мире термоэлектрический материал с упорядоченно расположенными нанотрубками. В перспективе это может позволить заряжать часы или телефон от тепла нашего тела.