Напечатанное на 3D-принтере термоэлектрическое устройство показало рекордный КПД

Исследователи из Университета Суонси напечатали на 3D-принтере термоэлектрическое устройство, преобразующее тепло в электричество на 50% эффективнее предыдущих аналогов.

Новый материал также можно дешево производить в больших количествах, сообщает sciencedaily.com. Примерно 16% всей энергии, используемой британской промышленностью, уходит в атмосферу с вторичным теплом. Его сбор для генерирования электричества может стать серьезным шагом к сокращению расходов и углеродных выбросов.

Термоэлектрические материалы превращают разницу температур в ток и наоборот. В прошлом исследовании специалисты показали, что селенид олова (SnSe) хорошо подходит для этого процесса. Но для его производства требуются энергоемкие, дорогие технологии. Для решения проблемы команда из Университета Суонси разработала дешевую методику, позволяющую производить термоэлектрические генераторы из SnSe в больших количествах.

Ученые синтезировали селенид олова в форме чернил и создали метод 3D-печати для их использования. Опыты продемонстрировали рекордную эффективность материала, измеряемую коэффициентом качества (ZT) – 1,7. Предыдущий рекорд для напечатанных структур – 1,0. Эффективность преобразования тепла в электричество – 9,5% и 4,5% соответственно.

Открытие может помочь промышленным объектам, оперирующим высокими температурами. Например, сталелитейное производство. Преобразование тепла в ток позволит уменьшить расходы на электричество. Tata Steel поможет команде изучить возможности внедрения технологии в промышленные процессы.

«Превращение тепла в ток может значительно повысить энергоэффективность, уменьшить расходы и углеродные выбросы. Наши выводы показали, что напечатанные термоэлектрические материалы на основе селенида олова имеют большой потенциал в данной области», — сказал доктор Мэтт Карни, ведущий исследователь.

Результаты исследования представлены в Advanced Energy Materials.