Como obter um termoelétrico 7 vezes mais rápido

Os cientistas do NUST “MISiS” desenvolveram um método ultra-rápido para produzir um material termoelétrico capaz de converter diretamente calor em eletricidade. O composto baseado em óxido metálico complexo foi obtido 7 vezes mais rápido do que em todas as experiências mundiais apresentadas anteriormente. O método utilizado neste trabalho abre perspectivas para a produção industrial de pós de materiais termoelétricos e a criação de dispositivos baseados neles que, por exemplo, podem carregar simultaneamente aparelhos e salas de aquecimento.

Termoelétrica - uma classe especial de materiais com os quais você pode converter diretamente calor em eletricidade, ignorando o estágio de conversão de energia térmica em energia mecânica, como nas usinas térmicas convencionais. Com base em materiais termoelétricos, é possível criar dispositivos de uma nova geração de energia. Por exemplo, pode ser um recuperador, permitindo o uso de calor residual do sistema de escape do carro para reduzir o consumo de combustível.

O principal problema é encontrar a composição ideal e obter as próprias termoelétricas, que seriam eficazes e resistentes a altas temperaturas da ordem de 600 - 900 ° C, não se degradariam ou oxidariam durante condições operacionais severas.

Os cientistas do NUST “MISiS” desenvolveram um método ultra-rápido para produzir um material termoelétrico capaz de converter diretamente calor em eletricidade. O composto baseado em óxido metálico complexo foi obtido 7 vezes mais rápido do que em todas as experiências mundiais apresentadas anteriormente. O método utilizado neste trabalho abre perspectivas para a produção industrial de pós de materiais termoelétricos e a criação de dispositivos baseados neles que, por exemplo, podem carregar simultaneamente aparelhos e salas de aquecimento.

A equipe do Centro Científico e de Pesquisa para Eficiência Energética NUST “MISiS” explora ativamente materiais termoelétricos baseados em óxidos metálicos complexos, em particular compostos baseados em bismuto, cobre e selênio. Apresenta boas características de desempenho como um conversor de energia, mantendo-se estável a altas temperaturas e não sujeito a oxidação, o que significa que é capaz de trabalhar de maneira confiável e por muito tempo.

Obviamente, há também um ponto negativo significativo - é difícil obter material usando o método clássico, a chamada síntese em fase sólida. A mistura dos componentes de partida necessários é selada em uma ampola de quartzo selada e colocada em um forno, onde os componentes são sinterizados por vários dias a temperaturas de 300 - 700 ° C até que um material termoelétrico acabado seja obtido. No entanto, os recursos gastos em tal procedimento tornam o método não rentável para uso industrial.

Durante uma série de experimentos, os cientistas da NUST “MISiS” encontraram uma alternativa - essa é a fusão mecânica em uma usina planetária de alta energia, um dispositivo comum para moagem fina de materiais, cujos análogos são encontrados nas fábricas modernas.

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A simplicidade do método e a velocidade alcançada de obter o material, segundo os cientistas, permitirão dimensionar a tecnologia nas modernas indústrias químicas.
Um dos possíveis dispositivos que podem ser criados com base no material termoelétrico obtido é um forno compacto 3 em 1 universal para uso no país, na floresta, na taiga e em outros locais onde o acesso à eletricidade e ao calor é difícil. Este é um pequeno fogão que pode ser aquecido com madeira, aquecer a sala, servir como fogão para cozinhar e, ao mesmo tempo, gerar eletricidade com uma capacidade de cerca de 50 watts - o suficiente para carregar todos os aparelhos pessoais.
Atualmente, a equipe está trabalhando na adaptação de tecnologia para produção específica.

Este trabalho foi financiado por uma bolsa da Russian Science Foundation e publicado na revista científica internacional Material Letters .

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