Petro Didžiojo Sankt Peterburgo politechnikos universiteto mokslininkai kuria naujos kartos termoelektriniai generatoriai, kurie yra dešimt kartų efektyvesni nei jų analogai turgus. Galutinis produktas bus pradėtas gaminti iki 2021 m. pabaigos!
Įvairias anglies nanovamzdelių modifikacijas tyrinėjame jau gana ilgai, daugiau nei 15 metų. Ne tik termoelektriniams generatoriams, bet ir, pavyzdžiui, efektyviems elektroniniams autoemiteriams bei įvairių tipų jutikliams – šviesai jautriems jutikliams ir kt.
Šilumos srauto ir elektroninių posistemių sąveikos modelis mūsų anglies nanostruktūroje yra pagrindas kuriant konkretų įrenginį – termoelektrinį generatorių. paaiškino plėtros grupės vadovė Olga Kvašenkenė, STC „Neuroninis medžiagų ir technologijų prognozavimas elektronikos pramonei“ direktorė (NCMU SPbPU „Advanced digital technologijos“).
Termoelektrinis generatorius – tai nedidelio dydžio prietaisas (korpuso matmenys 5 mm) × (2 mm dydžio), paverčiantis šiluminę energiją į elektros energiją. Įrenginyje yra sudėtinga anglies nanostruktūra.
Žemiau esančioje nuotraukoje matote naują termoelektrinį generatorių.
Kaitinant, struktūroje vyksta kvantiniai elektrodinaminiai procesai, dėl kurių susidaro termoelektra. Šildomose sudėtingos stechiometrijos struktūrose sužadinama elektroninių ir struktūrinių posistemių (gardelių) sąveika. Ši kvantinė-fizinė sąveika lemia elektros srovės generavimą dėl šiluminio efekto.
„Termoelektriniai generatoriai yra pagrįsti anglies nanovamzdeliais, kuriuos galima įvairiai modifikuoti“, – aiškina Olga Kvašenkina. - Gerai žinoma, kad anglis gali būti deimantų pavidalu ir yra beveik idealus dielektrikas. Medžiaga, kuri nelaidi elektros ir yra grafito pavidalo, yra labai geras elektros laidininkas srovė.
Mūsų generatoriai yra pagrįsti šiais dviem anizotropiniais anglies junginiais. Šį kompozitą gauname naudodami visiškai unikalią technologiją, leidžiančią atkurti termoelektrinio generatoriaus savybes, kurios yra labai tinkamos pramoniniams projektams.
Veikimo principas yra susijęs su nanokompozitinio anglies pluošto, naudojamo generatoriuje, struktūra įvairiose jo būsenose.
Tos pačios medžiagos laidžiųjų ir nelaidžių būsenų kaita leidžia panaudoti šilumos ir elektronų srauto sąveikos savybes. Šios sąveikos ir jos fizikinės prigimties apskaičiavimas, stebimas termoelektriniuose generatoriuose, yra taikomas vienkartiniam šiluminės spinduliuotės kvantai ir pavieniai elektronai, kas leidžia teigti, kad kvantiniai elektrodinaminiai procesai.
Stengiasi užimti savo nišą
„Be jokios abejonės galima teigti, kad panašių įrenginių nėra nei Rusijoje, nei užsienyje, veikia tuo pačiu konstruktyviu pagrindu kaip ir mūsų termoelektriniai generatoriai, – sako Olga Kvašenkinas.
Prieš pradėdami bet kokį projektą, mokslininkai atlieka technologines prognozes ir bando įvertinti savo kompetencijos lygį dominančioje srityje, palyginti su užsienio šalimis. Be to, mokslininkai analizuoja pasaulinėje rinkoje siūlomų produktų asortimentą.
Na, o mes stebėsime šios rūšies technologijų vystymąsi ir, svarbiausia, kokią praktinę naudą gali atnešti tokio tipo generatoriai.
Na, o jei jums patiko medžiaga, džiaugsiuosi jūsų įvertinimu, taip pat nepamirškite užsiprenumeruoti kanalo. Ačiū už dėmesį!