Термоэлектрическими называют материалы, которые способные преобразовывать тепловую энергию в электрическую. Такое свойство этих материалов весьма полезно в некоторые областях промышленности, где в окружающую среду сбрасываются огромные количества побочного тепла. Также такие материалы могут использоваться в системах охлаждения смартфонов, электрических автомобилей, возвращая в батареи некоторое количество энергии. Однако, большинство существующих термоэлектрических материалов или содержит токсичные для людей компоненты, свинец, к примеру, или нетоксичные, но имеющие достаточно высокую стоимость, такие, как теллур.

Но не так давно группе исследователей из лаборатории CRISMAT, Франция, удалось синтезировать кристаллы нового типа, обладающие высокими термоэлектрическими свойствами. Эти кристаллы являются сложным соединением распространенных и нетоксичных соединений, меди, марганца, германия и серы (Cu(2+x)Mn(1-x)GeS(4)), но самым интересным в них является то, что внутри кристаллов заключено сразу две различные кристаллические структуры, что, по-видимому, и придает им их свойства.

Процесс синтеза новых кристаллов весьма прост. Компоненты в виде порошков смешиваются в необходимых пропорциях и измельчаются внутри шаровой мельницы. Затем все это спекается при температуре в 600 градусов Цельсия, и при определенном режиме дальнейшего охлаждения формируются кристаллы с «двойственной» кристаллической структурой.

Проведенные испытания показали, что новые кристаллы сохраняют свою структуру и термоэлектрические свойства при температурах до 400 градусов Цельсия. И это именно тот диапазон температур, в котором производится сброс и потери тепла в большинстве отраслей промышленности. Французские ученые считают, что в скором времени путем подобных экспериментов им удастся найти новые, более эффективные и более дешевые термоэлектрические материалы, которые станут реальной альтернативой существующим проблемным материалам.

Ключевые слова:
Синтетический, Материал, Кристалл, Структура, Термоэлектрический, Медь, Марганец, Германий, Сера

Первоисточник

Другие новости по теме:

Материалы по теме:

Китайский токамак EAST смог удержать плазму с температурой в 70 миллионов градусов на протяжении более 1000 секунд

Китайская Академия наук недавно записала на свой счет новый рекорд в области термоядерного синтеза. Реактор-токамак EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), который называют "китайским искусственным ...

На китайском токамаке EAST установлен новый рекорд в области термоядерного синтеза

Китайский реактор-токамак EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) является одной из самых многообещающих установок в мире, на котором ведутся исследования в области термоядерного синтеза. В ...

Новая биогибридная батарея черпает свою энергию из «электрических» бактерий

Как известно, некоторые из видов бактерий могут вырабатывать электрическую энергию. С учетом этого, были предприняты попытки использования таких "электрических" бактерий в батареях и топливных ...

59 мегаджоулей в течении 5 секунд — новый рекорд в области термоядерного синтеза

В 1991 году ученые, работающие на реакторе термоядерного синтеза JET (Joint European Torus), впервые добились положительного энергетического баланса, когда количество выделившейся энергии превысило количество ...

Компания TAE впервые продемонстрировала бор-водородный термоядерный синтез в среде плазмы, удерживаемой магнитным полем

В реакторах термоядерного синтеза, которые уже существуют на текущий момент или находятся в стадии строительства, в качестве топлива используется тритий, достаточно редкое и проблемное ...