Добавить новость
Создана пленка, преобразующая отработанное тепло электронных устройств в электричество
Шрифт:
danilov 17 Апреля 2018 в 15:48:52
Тепловые потери, генерируемые современной электроникой, является большой проблемой. Этот процесс может не только вывести из строя внутренние детали, но также выделяет большое количество энергии, которая попросту растрачиваться.
Чтобы повысить экологичность производимой техники, ученые из Калифорнийского университета в Беркли разработали тонкую пленку, которая может быть встроена в компьютеры, автомобили или любой другой электронный продукт для поглощения и утилизации собранных энергоресурсов из выделяемого тепла.
Многие существующие системы, использующие этот источник энергии, основаны на принципе термоэлектрического преобразователя, который генерирует электричество из учета разницы температур на двух сторонах полупроводникового термоэлектрического материала.
Это прекрасно работает для таких устройств, как JikoPower, который преобразовывает тепло горячих котлов и сковородок в необходимый для зарядки смартфонов и ноутбуков электрический ток, но метод не очень удобен в случае небольшой разнице температуры между горячей и холодной сторонами материала.
Команда UC Berkeley решила создать устройство, которое могло бы использовать то, что называется низкокачественная тепловая энергия, которая подразумевает температурный диапазон ниже 100 ° C.
Чтобы добиться этого, ученые подобрали слой пленки, работающий по принципу пироэлектрического преобразователя энергии, который может генерировать ток при малых температурах и небольших вариациях. Это делает ее идеальной для использования в электронике.
«Мы знаем, что нам необходимы новые источники энергии, но нам также нужно знать, как разумно использовать те, что у нас уже есть», - отметил Лейн Мартин, старший автор исследования. «Эти тонкие пленки могут помочь нам выжать больше электричества, чем из любого другого, существующего сегодня, источника энергии».
Команда построила несколько прототипов на основе тонких пленок толщиной всего от 50 до 100 нанометров, которые являлись проводниками термических и электрических полей. Для каждого из них собирались температурные данные и количество произведенной электроэнергии.
Таким образом, удалось добиться плотности энергии в 1,06 Дж / см3, удельной мощности в 526 Вт / см3 и 19-процентной эффективности цикла Карно. По словам команды, все эти цифры являются новым рекордом преобразования энергии для такого рода пироэлектрических устройств.
Исследователи говорят, что в будущем, пленки могут быть оптимизированы для отдельных систем, в зависимости от того, сколько тепла теряется и при какой температуре.
https://h1-tech.ru/article/180/sozdana-plenka-preobrazuyushchaya-otrabotannoe-teplo-elektronnykh-ustroystv-v-elektrichestvo
Чтобы повысить экологичность производимой техники, ученые из Калифорнийского университета в Беркли разработали тонкую пленку, которая может быть встроена в компьютеры, автомобили или любой другой электронный продукт для поглощения и утилизации собранных энергоресурсов из выделяемого тепла.
Многие существующие системы, использующие этот источник энергии, основаны на принципе термоэлектрического преобразователя, который генерирует электричество из учета разницы температур на двух сторонах полупроводникового термоэлектрического материала.
Это прекрасно работает для таких устройств, как JikoPower, который преобразовывает тепло горячих котлов и сковородок в необходимый для зарядки смартфонов и ноутбуков электрический ток, но метод не очень удобен в случае небольшой разнице температуры между горячей и холодной сторонами материала.
Команда UC Berkeley решила создать устройство, которое могло бы использовать то, что называется низкокачественная тепловая энергия, которая подразумевает температурный диапазон ниже 100 ° C.
Чтобы добиться этого, ученые подобрали слой пленки, работающий по принципу пироэлектрического преобразователя энергии, который может генерировать ток при малых температурах и небольших вариациях. Это делает ее идеальной для использования в электронике.
«Мы знаем, что нам необходимы новые источники энергии, но нам также нужно знать, как разумно использовать те, что у нас уже есть», - отметил Лейн Мартин, старший автор исследования. «Эти тонкие пленки могут помочь нам выжать больше электричества, чем из любого другого, существующего сегодня, источника энергии».
Команда построила несколько прототипов на основе тонких пленок толщиной всего от 50 до 100 нанометров, которые являлись проводниками термических и электрических полей. Для каждого из них собирались температурные данные и количество произведенной электроэнергии.
Таким образом, удалось добиться плотности энергии в 1,06 Дж / см3, удельной мощности в 526 Вт / см3 и 19-процентной эффективности цикла Карно. По словам команды, все эти цифры являются новым рекордом преобразования энергии для такого рода пироэлектрических устройств.
Исследователи говорят, что в будущем, пленки могут быть оптимизированы для отдельных систем, в зависимости от того, сколько тепла теряется и при какой температуре.
https://h1-tech.ru/article/180/sozdana-plenka-preobrazuyushchaya-otrabotannoe-teplo-elektronnykh-ustroystv-v-elektrichestvo
 |
 |
|
