В качестве материалов для термоэлектрогенераторов (на снимке) учёные предлагали сотни веществ. Нынешний вариант (композит SrTe-PbTe) тоже тестировался ранее. Но для наилучшего результата оказалось важным подобрать удачные пропорции «микстуры» (фото с сайта northwestern.edu).
До 14% бросового тепла от различных машин смогут превращать в ток устройства на основе нового материала, разработанного в США. Авторы эксперимента уверяют, что такие приборы будут не слишком дорогими, и это делает реальным практическое применение новации.
Химики и физики из пары университетов — Северо-Западного и Мичигана — придумали, как равномерно распределить нанокристаллы теллурида стронция (SrTe) в толще теллурида свинца (PbTe), чтобы те одновременно повышали эффективность полупроводникового преобразователя, но не мешали бегу электронов внутри него.
Как объяснили учёные, ключ к хорошему КПД — взаимное выравнивание кристаллических решёток SrTe и PbTe, при котором транспорт фононов (передача тепла) блокируется, а транспорт электронов, напротив, облегчается. Также оказались очень важны пропорции соединений.
Зависимость ZT от состава полупроводника и температуры (иллюстрация Kanishka Biswas, Mercouri G. Kanatzidis/Nature Chemistry).
У экспериментальной системы на базе лучшего образца, содержащего 2% теллурида стронция и ещё добавку в виде 1% теллурида натрия (Na2Te), термоэлектрический показатель добротности (ZT) оказался равен 1,7 при температуре примерно в 800 K. Для сравнения — в одной из прошлых работ по данной теме замечательным был назван показатель в 1,5.
Детали нового исследования раскрывают статья в Nature Chemistry и пресс-релиз Северо-Западного университета.
По материалам Леонида Попова
| < Предыдущая | Следующая > |
|---|
