Российские ученные создали материю для «вечной» батарейки

Данный материал способен напрямую преобразовывать тепловую энергию в электрическую.

Кирилл Сухина

14 июня, 2017 13:31

1 мин

Специалисты Центра энергоэффективности НИТУ "МИСиС" разработали экономичный и быстрый способ изготавливать материал, из которого делают высокоэффективные термоэлектрические генераторы для космических аппаратов.

Полученные в НИТУ "МИСиС" термоэлектрические материалы сочетают в себе два вида атомов: жестко закрепленные в узлах кристаллической решетки, что обеспечивает высокую электропроводность, и свободно колеблющиеся, что резко снижает теплопроводность, потому что слабо связанные с кристаллическим каркасом атомы эффективно рассеивают тепло.

Такого сочетания удалось добиться за счет создания интерметаллидов, кристаллическая структура которых содержит пустоты. Заполняя их "гостевыми" атомами без нарушения кристаллической решетки, эксперты и получают необходимое сочетание свойств.

"Нам удалось решить проблему за счет использования индия в качестве заполнителя и подбора исходного соотношения металлов, которое позволило синтезировать нужный термоэлектрический состав в открытом реакторе, – рассказывает член научной группы, сотрудник Центра энергоэффективности НИТУ "МИСиС" Андрей Воронин. – Благодаря такому подходу мы смогли провести синтез в открытом реакторе всего за две минуты с последующим отжигом получившегося образца на протяжении пяти часов.

Сочетание применяемого материала и особенностей синтеза ускорило процесс создания в несколько десятков раз, что также сказывается и на стоимости получения таких материалов. При этом достигнутые значения термоэлектрической эффективности ZT = 1,5 стали рекордными для скуттерудитов с одним видом "гостевых" атомов".

Как говорят авторы новой работы, предложенные ранее схемы получения термоэлектрических материалов, были более дорогими и длительными.