Сотрудники Массачусетского технологического института создали термоэлектрический генератор, способный преобразовывать тепловую электроэнергию, вырабатываемую различными механизмами, в электрическую. Подробности о разработке приводит журнал "Популярная механика".
Главный создатель генератора Ганг Чень совместно с коллегами из MIT около 10 лет назад основал компанию GMZ Energy, целью которой было создание устройства, способного преобразовать тепло в электричество. "Все признают большой потенциал использования отходов тепла, но это всегда было слишком сложной задачей, чтобы думать об этом всерьез", - отметил Чень.
Термоэлектрический генератор GMZ Energy создает электроэнергию, когда тепло поступает в верхнюю часть модуля, а затем проходит через полупроводниковый материал к более холодной стороне. В результате движение электронов в полупроводнике под этой разностью температур создает напряжение.
Генератор, представленный компанией может выдерживать нагрев до температуры примерно 600 °C на его горячей стороне (верхняя поверхность) при поддержании температуры от 100 °C на его холодной стороне (нижняя поверхность). При такой разнице температур модуль размером в 4 квадратных сантиметра может производить 7,2 Вт энергии. Если разместить подобный генератор возле выхлопной трубы автомобиля, то нагрузка на штатный генератор машины существенно снизится. Уменьшится также потребление топлива и объем вредных выбросов.
Как сообщается на сайте MIT, в июне более крупный генератор, разработанный компанией смог произвести 200 Вт энергии в рамках проекта Министерства энергетики США. Оснащение подобными генераторами БМП, используемых военными, позволит значительно сэкономить на топливе для бронированных машин.
За годы работы компании Чень нашел инвесторов, которые вложили в его разработку 25 миллионов долларов. После долгих экспериментов участникам проекта удалось создать эффективные образцы генераторов. При этом сложнее всего было подобрать наиболее подходящий материал.
В итоге, в качестве постоянного материала для коммерческого производства термоэлектрических генераторов, компания остановилась на так называемых полу-Гейслерах - сплавах с сильной кристаллической структурой, которая обеспечивает большую стабильность при высоких температурах. Однако компания планирует использовать и другие материалы: теллурид висмута, свинца, кремния германия и т.д.
Стоит отметить, что идея термоэлектрогенератора не является оригинальной, однако многочисленные разработки в этой области до сих пор не отличались высокой эффективностью из-за того, что ученым не удавалось подобрать материал, который бы мог поддерживать разницу температур. Таким образом, разработка Ченя и его коллег может вновь поднять интерес к превращению тепла в электроэнергию и найти широкое практическое применение.