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    563 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
Судный день: пятница, 13 ноября 2026 года
Больше внимания привлечёт 12 ноября 2026 г. - начало девятидневной глубокой раскачки Земли, вода буд (от бодр)
Судный день: пятница, 13 ноября 2026 года
На Земле постоянно( на планете- Земля) присутствуют 60 000 000 000 душ: 7-8 млрд. -на поверхностном (от бодр)
Судный день: пятница, 13 ноября 2026 года
В 1960г население Китая было 300 млн, а сейчас сокращается и никогда уже не достигнет своих же рекор (от Везунчик)
Судный день: пятница, 13 ноября 2026 года
Это пример примитивного расчета, не учитывающего многие причинно-следственные связи, а просто перено (от Везунчик)
Новое исследование возвращает к спорному вопросу: Земля и Марс имели разное происхождение
Алексей сейчас на сайте. Он всё это читает. Но ничего не происходит. Ему абсолютно наплевать на любо (от Gron)