В России создан гибкий термоэлектрический генератор
Ученые МИЭТ разработали и изготовили методом трафаретной печати на основе созданных в вузе суспензий гибкий генератор для преобразования тепла в электроэнергию. По словам авторов разработки, результаты исследования помогут созданию устройств, способных перерабатывать в электроэнергию тепло, выделяемое человеческим телом или различными механизмами. Результаты представлены в Journal of Central South University.
Термоэлектрические генераторы (ТЭГ) – это устройства, способные генерировать электрический ток под воздействием теплоты. Из-за разницы температур в материале возникает поток носителей заряда и образуется разность электрических потенциалов.
Особый интерес разработчиков вызывают гибкие термоэлектрические генераторы, но сейчас они находятся на стадии интенсивных исследований, в частности, важной задачей является поиск оптимальных составов термоэлектрических материалов.
Коллектив ученых МИЭТ разработал и изготовил прототип гибкого термоэлектрического генератора с помощью трафаретной печати. Для этого в вузе был создан собственный метод формирования термоэлементов. Предложенные для формирования гибких ТЭГ составы суспензий включают в себя соединения висмута, теллура и сурьмы. По словам ученых, такие составы суспензий позволяют с высокой эффективностью преобразовывать один вид энергии в другой.
Как рассказали в университете, в ходе исследования ученые столкнулись с проблемой выбора связующего для создания ветвей термоэлементов.«»От связующего при методе трафаретной печати существенно зависят электрофизические, теплофизические и другие свойства материалов. Связующий материал должен обладать высокими электропроводностью, адгезионными свойствами, качественными склеивающими свойствами, низкой теплопроводностью, а также хорошо смачивать материалы», – рассказал один из авторов исследования, научный сотрудник Института перспективных материалов и технологий МИЭТ Алексей Бабич.
Разработанный гибкий термоэлектрический генератор в изогнутом состоянии
Разработанный гибкий термоэлектрический генератор Разработанный гибкий термоэлектрический генератор в изогнутом состоянииРазработанный гибкий термоэлектрический генератор
Потенциально используемая для создания гибких ТЭГ технология трафаретной печати вызывает особый интерес ввиду ее доступности. Однако отработка такой технологии требует решения ряда сложных задач. Так, требуется исследовать свойства новых материалов, перспективных для применения, определить оптимальный материал, отработать методы и режимы формирования контактных слоев, а также разработать оптимальную конструкцию ТЭГ. Комплекс принятых мер позволит приблизиться к серийному производству устройств.
«Результаты работы могут быть использованы для создания эффективных гибких термоэлектрических генераторов, главное преимущество которых – возможность принимать необходимую форму в определенных пределах», – подчеркнул Бабич.
В будущем научный коллектив МИЭТ планирует оптимизацию разработки с помощью применения материалов с различными добавками для увеличения эффективности прототипа гибкого термоэлектрического генератора.
МИЭТ – участник программы государственной поддержки университетов РФ «Приоритет-2030» национального проекта «Наука и университеты».