Peeter Suure Peterburi polütehnilise ülikooli teadlased arenevad uue põlvkonna termoelektrilised generaatorid, mis on kümme korda tõhusamad kui nende analoogid turul. Lõpptoode läheb tootmisse 2021. aasta lõpuks!
Oleme süsiniknanotorude erinevaid modifikatsioone uurinud juba päris pikka aega, üle 15 aasta. Mitte ainult termoelektriliste generaatorite jaoks, vaid ka näiteks tõhusate elektrooniliste autoemitterite ja erinevat tüüpi andurite jaoks - valgustundlikud andurid jne.
Meie süsiniku nanostruktuuri soojusvoo ja elektrooniliste alamsüsteemide koostoime mudel on aluseks konkreetse seadme - termoelektrilise generaatori - loomisele, - selgitas arendusgrupi juht Olga Kvashenkene, STC "Materjalide ja tehnoloogiate neuraalne prognoosimine elektroonikatööstuse jaoks" (NCMU SPbPU "Advanced digital") direktor tehnoloogiad").
Termoelektriline generaator on väikese suurusega seade (korpuse mõõtmed 5 mm) × (suurus 2 mm), mis muundab soojusenergia elektrienergiaks. Seade sisaldab keerulist süsiniku nanostruktuuri.
Alloleval fotol näete uut termoelektrigeneraatorit.
Kuumutamisel toimuvad struktuuris kvantelektrodünaamilised protsessid, mis viivad termoelektrilise genereerimiseni. Keerulise stöhhiomeetriaga kuumutatud struktuurides ergastatakse elektrooniliste ja struktuursete alamsüsteemide (võrede) vastastikmõjusid. See kvantfüüsikaline interaktsioon põhjustab soojusefekti kaudu elektrivoolu teket.
"Termoelektrilised generaatorid põhinevad süsinik-nanotorudel, mida saab mitmel viisil modifitseerida," selgitab Olga Kvashenkina. - On hästi teada, et süsinik võib olla teemantide kujul ja on peaaegu ideaalne dielektrik - Materjal, mis ei juhi elektrit ja on grafiidi kujul, on väga hea elektrijuht praegune.
Nendel kahel anisotroopsel süsinikukomposiidil põhinevad meie generaatorid. Selle komposiidi saame täiesti ainulaadse tehnoloogia abil, mis võimaldab taasesitada termoelektrilise generaatori omadusi, mis on tööstusprojektide jaoks väga head.
Tööpõhimõte on seotud generaatoris kasutatava nanokomposiit süsinikkiu struktuuriga selle erinevates olekutes.
Sama materjali juhtivate ja mittejuhtivate olekute vaheldumine võimaldab kasutada soojuse ja elektronide voolu vastastikmõju omadusi. Selle interaktsiooni ja selle füüsikalise olemuse arvutamine, mida täheldati termoelektrilistes generaatorites, on rakendatav üksikule soojuskiirguse kvantid ja üksikud elektronid, mis võimaldab väita, et kvantelektrodünaamilised protsessid.
Püüdes oma niši hõivata
"Võib kahtlemata öelda, et sarnaseid seadmeid pole ei Venemaal ega välismaal, töötavad samadel konstruktiivsetel alustel nagu meie termoelektrilised generaatorid – ütleb Olga Kvašenkin.
Enne mis tahes projekti alustamist koostavad teadlased tehnoloogilisi prognoose ja püüavad hinnata oma asjatundlikkust huvipakkuvas valdkonnas välisriikidega võrreldes. Lisaks analüüsivad teadlased maailmaturul saadaolevate toodete valikut.
Noh, me jälgime seda tüüpi tehnoloogia arengut ja mis kõige tähtsam, millist praktilist kasu sellised generaatorid võivad tuua.
Noh, kui teile materjal meeldis, siis mul on hea meel teie hinnangu üle ja ärge unustage ka kanalit tellida. Täname tähelepanu eest!