Comment obtenir un thermoélectrique 7 fois plus rapide

Les scientifiques de NUST «MISiS» ont développé une méthode ultrarapide pour produire un matériau thermoélectrique capable de convertir directement la chaleur en électricité. Le composé à base d'oxyde métallique complexe a été obtenu 7 fois plus rapidement que dans toutes les expériences mondiales précédemment présentées. La méthode utilisée dans ce travail ouvre des perspectives pour la production industrielle de poudres de matériaux thermoélectriques et la création de dispositifs basés sur ceux-ci qui, par exemple, peuvent simultanément charger des gadgets et des chauffages.

Thermoélectrique - une classe spéciale de matériaux avec lesquels vous pouvez convertir directement la chaleur en électricité, en contournant l'étape de conversion de l'énergie thermique en énergie mécanique, comme dans les centrales thermiques conventionnelles. Sur la base de matériaux thermoélectriques, il est possible de créer des appareils d'une nouvelle génération d'énergie. Par exemple, il peut s'agir d'un récupérateur, permettant d'utiliser la chaleur perdue du système d'échappement de la voiture pour réduire la consommation de carburant.

Le problème clé est de trouver la composition optimale et d'obtenir des thermoélectriques eux-mêmes, qui seraient efficaces et résistants à des températures élevées de l'ordre de 600 à 900 ° C, ne se dégraderaient pas ni ne s'oxyderaient dans des conditions de fonctionnement sévères.

Les scientifiques de NUST MISiS ont développé une méthode ultrarapide pour produire un matériau thermoélectrique capable de convertir directement la chaleur en électricité. Le composé à base d'oxyde métallique complexe a été obtenu 7 fois plus rapidement que dans toutes les expériences mondiales précédemment présentées. La méthode utilisée dans ce travail ouvre des perspectives pour la production industrielle de poudres de matériaux thermoélectriques et la création d'appareils à partir de ceux-ci, qui, par exemple, peuvent simultanément charger des gadgets et des chauffages.

Le personnel du Centre scientifique et de recherche pour l'efficacité énergétique NUST «MISiS» explore activement les matériaux thermoélectriques à base d'oxydes métalliques complexes, en particulier les composés à base de bismuth, de cuivre et de sélénium. Il présente de bonnes performances en tant que convertisseur d'énergie, tout en étant stable à des températures élevées et non soumis à l'oxydation, ce qui signifie qu'il est capable de fonctionner de manière fiable et pendant une longue période.

Bien sûr, il y a un inconvénient important - il est difficile d'obtenir du matériel en utilisant la méthode classique, la soi-disant synthèse en phase solide. Le mélange des composants de départ nécessaires est scellé dans une ampoule de quartz scellée et placé dans un four, où les composants sont frittés pendant plusieurs jours à des températures de 300 à 700 ° C jusqu'à l'obtention d'un matériau thermoélectrique fini. Cependant, les ressources dépensées dans une telle procédure rendent la méthode non rentable pour une utilisation industrielle.

Au cours d'une série d'expériences, les scientifiques de NUST «MISiS» ont trouvé une alternative - il s'agit de la fusion mécanique dans un moulin planétaire à haute énergie, un dispositif commun pour le broyage fin de matériaux, dont on trouve des analogues dans les usines modernes.

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La simplicité de la méthode et la rapidité d'obtention du matériau, selon les scientifiques, permettront de faire évoluer la technologie dans les industries chimiques modernes.
L'un des dispositifs possibles qui peuvent être créés à partir du matériau thermoélectrique obtenu est un four compact universel 3 en 1 pour une utilisation dans le pays, dans les bois, dans la taïga et dans d'autres endroits où l'accès à l'électricité et à la chaleur est difficile. Il s'agit d'un petit poêle qui peut être chauffé au bois, chauffer la pièce, servir de poêle pour cuisiner et en même temps générer de l'électricité avec une capacité d'environ 50 watts - assez pour charger tous les gadgets personnels.
Actuellement, l'équipe travaille sur l'adaptation de la technologie pour une production spécifique.

Ce travail a été soutenu par une subvention de la Russian Science Foundation et publié dans la revue scientifique internationale Material Letters .

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