Новый материал побил рекорд по превращению тепла в электричество

Ученые создали новый тип термоэлектрического материала, который эффективно генерирует электрический ток из разности температур. Это позволяет датчикам и небольшим процессорам снабжать себя энергией без проводов.

Термоэлектрические материалы могут преобразовывать тепло в электрическую энергию. Это связано с так называемым эффектом Зеебека: если существует разница температур между двумя концами такого материала, может возникнуть электрическое напряжение.

Количество электрической энергии, которая может генерироваться при данной разности температур, измеряется так называемым значением ZT: чем выше значение ZT материала, тем лучше его термоэлектрические свойства.

Лучшие термоэлектрики на сегодняшний день были измерены при значениях ZT от 2,5 до 2,8. Ученые из института TU Wien (Вена) в настоящее время преуспели в разработке совершенно нового материала со значением ZT от 5 до 6. Это тонкий слой железа, ванадия, вольфрама и алюминия, нанесенный на кристалл кремния.

Новый материал настолько эффективен, что его можно использовать для обеспечения энергией датчиков или даже небольших компьютерных процессоров.

Вместо того, чтобы подключать небольшие электрические устройства к кабелям, они могли бы генерировать свое собственное электричество из-за разницы температур. Новый материал был представлен в журнале Nature.

B. Hinterleitner et al. Thermoelectric performance of a metastable thin-film Heusler alloy, Nature (2019). DOI: 10.1038/s41586-019-1751-9