Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / Новое открытие: Сплавы никеля с золотом перспективны в качестве эффективных термоэлектрических материалов
18.11.2023

Новое открытие: Сплавы никеля с золотом перспективны в качестве эффективных термоэлектрических материалов

Оценка: 0.0    579 0 Наука и Технологии
11:00

Термоэлектрические материалы, обладающие способностью преобразовывать тепловую энергию в электрическую и наоборот, уже давно изучаются на предмет их перспективности в различных технологических приложениях.

Недавно ученые из TU Wien провели исследование различных металлических сплавов и их термоэлектрических свойств. Результаты исследования, опубликованные в известном журнале Science Advances, показали, что особенно многообещающими характеристиками обладает смесь никеля и золота.

Концепция использования термоэлектрических материалов для получения электроэнергии не нова. Эти материалы уже несколько десятилетий используются в космических исследованиях для получения электрической энергии. Кроме того, они широко используются в бытовых приборах, например, в портативных холодильниках. Кроме того, существует возможность использования термоэлектрических материалов в промышленности для преобразования отработанного тепла в экологически чистую электроэнергию.

Термоэлектрический эффект основан на движении заряженных частиц от более горячей стороны материала к более холодной. Это движение создает электрическое напряжение, называемое термоэлектрическим напряжением, которое противодействует термически возбужденному движению носителей заряда.

Коэффициент Зеебека, названный в честь немецкого физика Томаса Иоганна Зеебека, является важным параметром, определяющим соотношение между термоэлектрическим напряжением и разностью температур. Он имеет решающее значение для определения термоэлектрических характеристик материала.

Металлы, несмотря на то, что они являются широко распространенными материалами, обычно не считаются подходящими для термоэлектрических приложений из-за низкого коэффициента Зеебека. Такие металлы, как медь, серебро и золото, обладают высокой электропроводностью, но не имеют необходимого дисбаланса между положительными и отрицательными зарядами для создания значительного термоэлектрического напряжения.

Физики из TU Wien совершили прорыв, обнаружив металлические сплавы, обладающие одновременно высокой проводимостью и необычайно большим коэффициентом Зеебека. При смешивании магнитного металла никеля с благородным металлом золотом электронные свойства сплавов существенно изменяются. При добавлении примерно 10% никеля к золоту термоэлектрические характеристики резко улучшаются.

Усиление эффекта Зеебека, наблюдаемое в сплавах никель-золото, объясняется энергозависимым рассеянием электронов. В отличие от полупроводниковых термоэлектриков, рассеяние положительных зарядов более выражено, чем отрицательных, что обусловлено уникальными электронными свойствами атомов никеля. Такой дисбаланс приводит к появлению высокого термоэлектрического напряжения, что делает эти сплавы перспективными кандидатами на создание эффективных термоэлектрических материалов.

Открытие сплавов никеля с золотом, обладающих исключительными термоэлектрическими свойствами, открывает новые возможности для различных технологических применений. Эти материалы могут быть использованы как в космических исследованиях для выработки электроэнергии, так и в бытовых устройствах, например, в портативных холодильниках. Кроме того, их способность преобразовывать отработанное тепло в экологически чистую электроэнергию делает их пригодными для использования в промышленности.

Фабиан Гармруди, первый автор исследования, поясняет: "Хотя термоэлектрический эффект в обычных металлах был открыт Зеебеком более 200 лет назад, в настоящее время металлы практически не рассматриваются в качестве термоэлектрических материалов, поскольку они обычно имеют очень низкий коэффициент Зеебека".


 


Поделитесь в социальных сетях

Комментарии 0

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Похожие материалы

Разговоры у камина
Календарь
Последние комментарии
Два квазара, существовавшие всего через 900 миллионов лет после Большого взрыва, не должны были успеть так вырасти — но они выросли
Цитата "Однако неправильно рассуждать о строении Вселенной на бытовом уровне используя бытов (от AntiK)
Пентагон обдумывает размещение группировки военных спутников вокруг Луны
Те силы (не земные), которые находятся на Луне, спустят их на грешную Землю (от Samc175)
Два квазара, существовавшие всего через 900 миллионов лет после Большого взрыва, не должны были успеть так вырасти — но они выросли
Большой взрыв оставил после себя реликтовое излучение, которое хорошо видно на приборах, газообразны (от EXTRANIUS)
Гигантский НЛО со свисающими щупальцами завис у военной базы США и исчез: "Знают только Бог и правительство"
Такая медуза была выложена в третьем транше раскрытых файлов про НЛО, и она летела над военной базой (от EXTRANIUS)