So erhalten Sie eine thermoelektrische 7-mal schneller

Wissenschaftler von NUST „MISiS“ haben eine ultraschnelle Methode zur Herstellung eines thermoelektrischen Materials entwickelt, das Wärme direkt in Elektrizität umwandeln kann. Eine Verbindung auf der Basis eines komplexen Metalloxids wurde siebenmal schneller erhalten als in allen zuvor vorgestellten Weltversuchen. Die in dieser Arbeit verwendete Methode eröffnet Perspektiven für die industrielle Herstellung von Pulvern aus thermoelektrischen Materialien und die Schaffung von darauf basierenden Geräten, mit denen beispielsweise Geräte und Heizräume gleichzeitig aufgeladen werden können.

Thermoelektrik - eine spezielle Materialklasse, mit der Sie Wärme direkt in Elektrizität umwandeln können, indem Sie die Umwandlungsstufe von Wärmeenergie in mechanische Energie wie bei herkömmlichen Wärmekraftwerken umgehen. Auf Basis thermoelektrischer Materialien können Geräte einer neuen Energieerzeugung hergestellt werden. Beispielsweise kann es sich um einen Rekuperator handeln, der die Verwendung von Abwärme aus der Abgasanlage des Fahrzeugs ermöglicht, um den Kraftstoffverbrauch zu senken.

Das Hauptproblem besteht darin, die optimale Zusammensetzung zu finden und selbst Thermoelektrika zu erhalten, die wirksam und beständig gegen hohe Temperaturen in der Größenordnung von 600 bis 900 ° C sind und sich unter schwierigen Betriebsbedingungen nicht zersetzen oder oxidieren.

Wissenschaftler von NUST „MISiS“ haben eine ultraschnelle Methode zur Herstellung eines thermoelektrischen Materials entwickelt, das Wärme direkt in Elektrizität umwandeln kann. Eine Verbindung auf der Basis eines komplexen Metalloxids wurde siebenmal schneller erhalten als in allen zuvor vorgestellten Weltversuchen. Die in dieser Arbeit verwendete Methode eröffnet Perspektiven für die industrielle Herstellung von Pulvern aus thermoelektrischen Materialien und die Schaffung von darauf basierenden Geräten, mit denen beispielsweise Geräte und Heizräume gleichzeitig aufgeladen werden können.

Die Mitarbeiter des Wissenschafts- und Forschungszentrums für Energieeffizienz NUST „MISiS“ erforschen aktiv thermoelektrische Materialien auf Basis komplexer Metalloxide, insbesondere Verbindungen auf Basis von Wismut, Kupfer und Selen. Es zeigt gute Leistungsmerkmale als Energiewandler, ist stabil gegenüber hohen Temperaturen und nicht oxidationsanfällig, was bedeutet, dass es zuverlässig und lange arbeiten kann.

Natürlich gibt es ein signifikantes Minus - es ist schwierig, Material mit der klassischen Methode, der sogenannten Festphasensynthese, zu erhalten. Die Mischung der erforderlichen Ausgangskomponenten wird in einer versiegelten Quarzampulle versiegelt und in einen Ofen gegeben, wo die Komponenten mehrere Tage bei Temperaturen von 300 bis 700 ° C gesintert werden, bis ein fertiges thermoelektrisches Material erhalten wird. Die in einem solchen Verfahren aufgewendeten Ressourcen machen das Verfahren jedoch für den industriellen Einsatz unrentabel.

Während einer Reihe von Experimenten fanden Wissenschaftler von NUST „MISiS“ eine Alternative - dies ist die mechanische Fusion in einer hochenergetischen Planetenmühle, einem gängigen Gerät zum Feinmahlen von Materialien, deren Analoga in modernen Anlagen zu finden sind.

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Die Einfachheit der Methode und die erreichte Geschwindigkeit, mit der das Material erhalten wird, werden es Wissenschaftlern zufolge ermöglichen, die Technologie in der modernen chemischen Industrie zu skalieren.
Eine der möglichen Vorrichtungen, die auf der Basis des erhaltenen thermoelektrischen Materials hergestellt werden können, ist ein universeller 3-in-1-Kompaktofen für den Einsatz auf dem Land, im Wald, in der Taiga und an anderen Orten, an denen der Zugang zu Strom und Wärme schwierig ist. Dies ist ein kleiner Ofen, der mit Holz beheizt werden kann, den Raum heizt, als Herd zum Kochen dient und gleichzeitig Strom mit einer Leistung von etwa 50 Watt erzeugt - genug, um alle persönlichen Geräte aufzuladen.
Derzeit arbeitet das Team an der Anpassung der Technologie an die spezifische Produktion.

Diese Arbeit wurde durch ein Stipendium der Russian Science Foundation unterstützt und in der internationalen Fachzeitschrift Material Letters veröffentlicht .

Source: https://habr.com/ru/post/undefined/