მეცნიერებმა შეიმუშავეს შესაფერისი მასალა თერმოელექტრო გენერატორებში გამოსაყენებლად, რომელიც ეფუძნება "ანომალიურ ნერნსტ ეფექტს (ANE)", რომელიც ზრდის ძაბვის გამომუშავების ეფექტურობის მრავალჯერადად. ამ მოწყობილობების კომფორტულად ტარება შესაძლებელია მოქნილი ფორმებისა და ზომებში მცირე გაჯეტების გასაძლიერებლად, რითაც ჩანაცვლდება ბატარეები.
თერმოელექტრული ეფექტი გულისხმობს სითბოს ენერგიისა და ელექტროენერგიის ურთიერთკონვერტაციას; სახელწოდებით Seebeck ეფექტი, როდესაც სითბო გარდაიქმნება ელექტრულ პოტენციალად ორი განსხვავებული ლითონის შეერთების ადგილზე და საპირისპიროს ეწოდება Peltier ეფექტი, ანუ ელექტრული პოტენციალის გადაქცევა სითბოს წარმოქმნაზე.
სიცხე უხვად არის და ხანდახან იკარგება, რაც შეიძლება მოიკრიფოს ელექტრო მოწყობილობების გასაძლიერებლად. წარსულში იყო დიდი ძალისხმევა სითბოს მოსავლის კომერციულად სიცოცხლისუნარიანი ტექნოლოგიის შესაქმნელად. ზებეკის ეფექტზე დაფუძნებულმა რამდენიმე შეზღუდვის გამო დღის სინათლე ვერ დაინახა.
ნაკლებად ცნობილი ფენომენი ე.წ ანომალიური ნერნსტის ეფექტი (ANE)მაგნიტურ მასალაში ტემპერატურის გრადიენტის გამოყენება წარმოქმნის ელექტრო ძაბვას პერპენდიკულარულად სითბოს ნაკადზე და ასევე გამოიყენებოდა წარსულში სითბოს მოსაპოვებლად და ელექტროენერგიად გადაქცევისთვის. თუმცა, მისი პოტენციალი შეზღუდულია შესაფერისი არატოქსიკური, ადვილად ხელმისაწვდომი და იაფი მასალების ნაკლებობის გამო.
ამ სწორი მასალის ძიება ახლა დასრულებულია! მკვლევარებმა ახლახანს განაცხადეს, რომ ამზადებენ შენადნობას, რომელიც არის არატოქსიკური, ადვილად ხელმისაწვდომი, იაფი და საკმარისად ელასტიური, რათა მოხდეს თხელ ფენებად, მოთხოვნების შესაბამისად. დოპინგის პროცესის გამოყენებით მკვლევარებმა გააკეთეს Fe3Al ან FE3Ga (75% რკინა და 25% ალუმინი ან გალიუმი). როდესაც ეს მასალა გამოიყენებოდა, გამომუშავებული ძაბვა გაიზარდა 20-ჯერ.
ეს ახლად შემუშავებული მასალა, როგორც ჩანს, ძალიან პერსპექტიულია და შეიძლება გამოყენებულ იქნას თხელი და მოქნილი მასალების შესაქმნელად, რომლებსაც შეუძლიათ მოსავლის აღება. ნარჩენების სითბო ეფექტურად გარდაიქმნება ელექტრულ ძაბვაზე, რომელიც საკმარისია ელექტროენერგიისთვის პატარა მოწყობილობები.
ამ მასალის აღმოჩენა, რომელიც ზუსტად არის თვისებების თვალსაზრისით, შესაძლებელი იქნება მაღალსიჩქარიანი, ავტომატური ციფრული გამოთვლითი ტექნოლოგიების ხელმისაწვდომობის გამო, რაც ეფექტურად გადალახავს მასალის განვითარების ადრეული მეთოდის შეზღუდვებს, რომელიც დაფუძნებულია "გამეორებასა" და "დახვეწაზე". .
***
წყაროები:
1. ტოკიოს უნივერსიტეტი 2020. პრესრელიზი. უხვი ელემენტი მცირე მოწყობილობების გასაძლიერებლად. თხელი, რკინაზე დაფუძნებული გენერატორი იყენებს ნარჩენ სითბოს მცირე რაოდენობით ენერგიის უზრუნველსაყოფად. გამოქვეყნებულია 28 წლის 28 აპრილს, 2020. ხელმისაწვდომია ონლაინ მისამართზე https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00106.html ხელმისაწვდომია 08 წლის 2020 მაისს.
2. Sakai, A., Minami, S., Koretsune, T. et al. რკინაზე დაფუძნებული ორობითი ფერომაგნიტები განივი თერმოელექტრული კონვერტაციისთვის. Nature 581, 53–57 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2230-z
***
