Работая в составе международной исследовательской группы, ученые НИТУ "МИСиС" создали новую экономичную электрохимическую ячейку. По словам исследователей, модули на основе таких ячеек преобразуют отходы, связанные с теплом, в электричество. Это означает, что в будущем их можно будет использовать для зарядки носимых электронных устройств непосредственно на руке, с теплом пользователя. Еще одним примером применения разработки является зарядка автомобильных аккумуляторов теплом выхлопных газов. Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Sustainability.
Термоэлектрохимические ячейки считаются одним из перспективных направлений в поиске альтернативных источников энергии. Их работа основана на так называемом эффекте Зеебека: при наличии разности температур между контактами в замкнутой цепи разнородных проводников возникает электродвижущая сила. К сожалению, серьезным недостатком существующих образцов термоэлементов является низкая выходная мощность, что существенно ограничивает сферу их применения.
В рамках исследования, посвященного повышению емкости и эффективности термоэлектрохимических элементов, специалистам НИТУ "МИСиС" удалось решить проблему перехода от активно изучаемых электродов на основе углеродных нанотрубок к более доступному и дешевому материалу — углеродным тканям. Для сравнения, нанотрубки стоят около 100 рублей за грамм, а углеродная ткань-7,5 рублей за грамм.
Изучив два типа ячеек, ученые обнаружили, что модификация поверхности электродов титаном и оксидом титана позволит снизить внутреннее сопротивление ячейки на три порядка. В результате удалось получить максимальную мощность 25,2 МВт / м2 и КПД 1,37%. Опять же для сравнения: самое высокое значение КПД, полученное для термоэлементов, составляет примерно 3%, но это для случая дорогостоящих массивов углеродных нанотрубок с игольчатыми наночастицами платины (нанофорест).
Сейчас исследователи работают над дальнейшим увеличением мощности термоэлектрических модулей, после чего планируют приступить к созданию опытных образцов устройств.
