Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Новый гибкий термогенератор оборачивается вокруг труб, превращая тепло в электричество

В повседневной жизни мы практически каждый день сталкиваемся с устройствами, которые в процессе эксплуатации нагреваются, впустую растрачивая свое тепло например, это могут быть двигатели, электроника или трубы горячего водоснабжения. Как заявляют ученые Университета штата Пенсильвания (PSU), они создали новый гибкий термоэлектрический генератор, который может оборачиваться вокруг горячих предметов и преобразовывать их тепло в электричество более эффективно, чем любые другие аналоги.

Большое количество тепла от энергии, которую мы потребляем, по сути, выбрасывается, зачастую рассеиваясь прямо в атмосферу, - говорит Шашанк Прия, профессор материаловедения и инженерии в PSU. - У нас не было доступных решений с конформными формами, позволяющими улавливать и преобразовывать это тепло в полезную энергию. Наше исследование открывает новые возможности.

Американские исследователи работают над улучшением характеристик термоэлектрических генераторов устройств, которые могут преобразовывать разницу температур в электричество. Термоэлектрические системы генерируют электроэнергию за счет разницы температур в разных частях материала. Она вызывает перемещение электронов из более теплой зоны в холодную, то есть создает электрический ток.

Ранее инженеры PSU создавали термогенераторы на основе жестких конструкций, которые были более эффективными, чем коммерческие устройства в высокотемпературных приложениях. Теперь же им удалось разработать новый производственный процесс для производства гибких устройств, обеспечивающих более высокую выходную мощность и эффективность.

Эти результаты открывают многообещающий путь к широкому использованию термоэлектрической технологии для рекуперации отработанного тепла, сказал Вэньцзе Ли, доцент-исследователь PSU. - Это может оказать значительное влияние на разработку коммерческих преобразователей тепла в электроэнергию.

Гибкие термогенераторы идеально подходят для наиболее привлекательных источников отработанного тепла, таких как трубы в промышленных и жилых зданиях или выхлопные системы автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. И их не нужно приклеивать к поверхностям, как традиционные жесткие устройства, в ходе чего теряется их КПД.

В результате тестов, проводимых на горячем воздуховоде, новое устройство продемонстрировало на 150% более высокую удельную мощность, чем другие современные аналоги. Увеличенная версия, площадью чуть более 7 квадратных сантиметров, сохранила преимущество в удельной мощности на 115%. По словам ученых, им удалось добиться выходной мощности 56,6 Вт при размещении на горячей поверхности. Их работа была опубликована в журнале Applied Materials & Interfaces.

Только представьте себе промышленную электростанцию с трубами длиной в сотни метров, - говорит Прия. - Если вы сможете обернуть эти устройства вокруг такой большой площади, вы сможете генерировать киловатты энергии из тепла, которое обычно просто выбрасывается. Вы могли бы конвертировать сбрасываемое тепло во что-то полезное.

Новые термоэлектрические генераторы состоят из небольших пар, каждая из которых напоминает столик с двумя ножками. Большинство из этих элементов соединены вместе, обычно образуя плоское квадратное устройство. При его создании ученые разместили шесть пар вдоль тонкой полоски. Затем они использовали гибкую металлическую фольгу, чтобы соединить 12 полос вместе, создав устройство с 72 парами. Для повышения производительности между слоями каждой полоски был использован жидкий металл.

Промежутки между полосами обеспечивают гибкость, что позволяет соответствовать округлым формам. По словам ученых, зазоры также позволяют гибко изменять коэффициент заполнения или соотношение между площадью термоэлектрического материала и площадью теплообменника, что можно использовать для оптимизации устройств для различных источников тепла.

Источник: pubs.acs.org

Источник: ecotechnica.com.ua
К списку статей
Опубликовано: 27.01.2022 22:26:12
0

Сейчас читают

Комментариев (0)
Имя
Электронная почта

Технологии

Последние комментарии

© 2006-2022, tuvatforum.ru