В США создан термоэлектрический материал с рекордной эффективностью
Добавлено: 2012-09-21, просмотров: 1045
Меркурий Канатзидис, химик из Северо-Западного университета США, создал материал с эффективностью термоэлектрической генерации (ZT), равной 2,2 (средний КПД более 20%).
Коэффициент ZT выражает соотношение способности термоэлектрического материала давать ток определённого вольтажа, проводить электричество (чем выше – тем лучше, поскольку тем меньше потери) и тепло (чем ниже, тем лучше, чтобы полнее успеть преобразовать его в электричество).
Ранее был известен материал с ZT, равной 1,8.
Чтобы добиться такой эффективности, химикам пришлось сочетать зёрна разной размерности, состоящие из разных же материалов, сообщает «Компьюлента».
Самые большие зёрна – теллурида свинца – имеют диаметр в тысячи нанометров. Они собирают фононы с большими длинами волн. Зёрна теллурида стронция имеют диаметр от 2 до 10 нм и отвечают за фононы средней длины волны. Самые короткие волны улавливаются следовыми количествами натрия, впрыснутого в кристаллическую структуру финального материала перед его затвердеванием.
Продемонстрированный «композитный» подход можно применять и к другим материалам. Так как теллур не только дорог, но и ядовит, сейчас Канатзидис и его коллеги работают над созданием аналогичных по эффективности материалов на базе селенида и сульфида свинца, базирующихся лишь на относительно дешёвых и менее токсичных компонентах.