Россияне создали недорогое зарядное устройство использующее тепло человеческого тела (3 фото)
Использование альтернативных источников энергии становится все более актуальной задачей в эпоху глобальных климатических изменений, вызванных выбросами в атмосферу отходов производственной деятельности человека. Одним из перспективных направлений в альтернативной энергетике является метод, основанный на прямом преобразовании тепловой энергии в электричество. В российском институте НИТУ «МИСиС» были созданы недорогие электрохимические модули, позволяющие в будущем подзаряжать носимые гаджеты непосредственно на руке пользователя, а также утилизировать тепло выхлопных газов в автомобиле.
Технология добычи тепловой энергии при малых температурах источника, не превышающих 100 градусов Цельсия, основана на эффекте Зеебека, открытом двести лет назад. Согласно этой теории электродвижущая сила возникает между разнородными контактами, соединенными проводниками и размещенными в различных температурных зонах. Данное явление также называется термоэлектрическим эффектом. На практике для получения электричества используются термоячейки (термоэлектрохимические элементы)
Современные технологии позволяют использовать термоячейки только для получения энергии очень малой мощности. Решить эту проблему попытались специалисты кафедры ФНСиВТМ НИТУ «МИСиС» при сотрудничестве с российскими и иностранными экспертами. Однако помимо повышения эффективности получения энергии термоячеек, россияне попутно решали проблему удешевления технологии. На сегодня практически реализованные устройства используют в качестве электродов дорогостоящие углеродные нанотрубки, что наряду с получением малой мощности электричества, делает технологию малорентабельной. В новой методике были задействованы менее дорогостоящие углеродные ткани. Для примера - цена одного грамма углеродных нанотрубок составляет около 100 рублей, в то время как грамм углеродной ткани оценивается в 7,5 рублей или более чем в 13 раз дешевле.
В ходе эксперимента использовалось два типа ячеек: стандартная электрохимическая с солевым мостиком и с корпусом типа монетной ячейки. Ученые обнаружили, что модификация электродов титаном и оксидом титана снижает внутренне сопротивление ячейки в 1000 раз.
Использование нового подхода позволило повысить максимальную мощность термоячейки на углеродном волокне до 25,2 мВт на квадратный метр, что обеспечило КПД 1,37%. Наивысший результат при использовании дорогостоящих углеродных нанотрубок составляет 3% КПД.
Коллектив НИТУ «МИСиС» продолжает искать пути повышения мощности термоячеек, а также работает над созданием реальных потребительских устройств использующих изобретение.