Priemyselná výroba je sprevádzaná uvo??ovaním zna?ného množstva tepelnej energie, ktorá sa vo vä?šine prípadov nenávratne stratí a rozptýli sa do okolitého prostredia. V sú?asnosti sa ?oraz viac pozornosti venuje vývoju technológií zameraných na využitie odpadového tepla.
Nový prístup k vývoju termoelektrických materiálov, ktoré môžu by? potenciálne použité na premenu priemyselného tepla na elektrickú energiu, navrhli výskumníci z Ruskej národnej univerzity vedy a techniky MISIS.
Výsledky novej štúdie boli zverejnené v r Journal of the European Ceramic Society.
Priemyselná výroba je sprevádzaná uvo??ovaním zna?ného množstva tepelnej energie, ktorá sa vo vä?šine prípadov nenávratne stratí a rozptýli sa do okolitého prostredia. V sú?asnosti sa ?oraz viac pozornosti venuje vývoju technológií zameraných na využitie odpadového tepla. Tieto technológie nielen zlepšujú energetickú efektívnos? výrobných procesov, ale tiež výrazne znižujú ich vplyv na životné prostredie.
S?ubným riešením tejto výzvy je pod?a vedcov MISIS použitie termoelektrických materiálov. Tieto materiály majú jedine?nú schopnos? premie?a? tepelnú energiu priamo na elektrickú energiu.
Vedci z MISIS vyvinuli nový materiál, ktorý pod?a nich vykazuje zlepšené termoelektrické vlastnosti pri vysokých teplotách v porovnaní s existujúcimi analógmi.
Toto zlepšenie je dosiahnuté prostredníctvom optimálnej pórovitosti (10-22 percent), ktorá ovplyv?uje tepelnú aj elektrickú vodivos?. Základom materiálu je perovskit manganitan vápenatý s prídavkom marokitu, minerálu bohatého na mangán.
„Náš prístup je nielen cenovo výhodnejší a šetrnejší k životnému prostrediu, ale poskytuje aj ?alšie nástroje na presnú kontrolu štruktúry a zloženia materiálov, ?o umož?uje cielené zlepšovanie ich vlastností,“ povedal vedúci projektu a popredný odborník z Výskumného centra inžinierstva. Keramické nanomateriály (RC ECN) v NUST MISIS, Sergey Yudin.
Vedci sa domnievajú, že tento vývoj by sa dal aplikova? na termoelektrické generátory, ktoré by teoreticky dokázali premeni? až 20 % strateného tepla na elektrinu. To by mohlo potenciálne zvýši? energetickú ú?innos? priemyselných procesov a zníži? uhlíkovú stopu.
Metóda je ?ahko škálovate?ná a mohla by by? aplikovaná v krajinách s rozvinutým priemyslom, ako sú USA, ?ína, India alebo krajiny EÚ. Pod?a autorov štúdie by to pomohlo zlepši? globálnu energetickú ú?innos? a zníži? emisie uhlíka.
Pod?a vedcov existujú aj iné spôsoby syntézy, ako je pyrolýza alebo syntéza v tuhom stave, ktoré si však vyžadujú zna?né ?asové a energetické zdroje.
„Rozdiel od analógov spo?íva v dosiahnutí rekordnej ú?innosti pri premene tepla na elektrickú energiu v?aka jedine?nej kombinácii pórovitosti, fázového zloženia a štrukturálnej uniformity. Metóda navyše vylu?uje pred?žené vysokoteplotné vypa?ovanie používané v tradi?ných prístupoch, v?aka ?omu je energeticky náro?nejšia. efektívne a ?ahšie škálovate?né,“ komentovala výskumná spolupracovní?ka Výskumného centra Zhanna Ermeková.
V budúcnosti sa vedci plánujú zamera? na h?adanie optimálnych prísad a ur?enie ich správnych koncentrácií, ako aj na štúdium ich vplyvu na termoelektrické vlastnosti materiálu. Získané údaje umožnia vývoj efektívnejších a stabilnejších termoelektrických kompozitov pre vysokoteplotné aplikácie.
Práca bola vykonaná s podporou Ruskej vedeckej nadácie (grant ?. 22-79-10278).
Zdroj sputnik, preložené cez google
