Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Контакты
      • Разместить статью
Ученые представили термоэлектрохимические ячейки из углеродных тканей - более доступного и дешевого материала. НИТУ «МИСиС»
Ученые представили термоэлектрохимические ячейки из углеродных тканей - более доступного и дешевого материала. НИТУ «МИСиС»

Сбор отработанного тепла электрохимической ячейкой из углеродной ткани

Новости, обзоры, события

Опубликовано: 24.02.2021

Обновлено: 24.02.2021

 467

В частности, разработчики решили задачу перехода от активно изучаемых электродов на основе углеродных нанотрубок к углеродным тканям - более доступному и дешевому материалу. Один грамм нанотрубок стоит примерно 100 рублей, в то время как грамм углеродной ткани - 7,5 рублей

Ученые НИТУ «МИСиС» в составе международного научного коллектива представили экономичную электрохимическую ячейку из углеродной ткани. Модули на основе таких ячеек преобразуют бросовое, попутное тепло в электроэнергию и могут использоваться для зарядки носимых электронных устройств от тепла, выделяемого человеком, или автомобильных аккумуляторов от горячих выхлопных газов. Результаты исследования опубликованы журнале Sustainability [1].

Одним из передовых направлений разработки альтернативных энергетических технологий является разработка методов прямого преобразования отработанного тепла в электроэнергию. При использовании источников, температура которых не превышает 100 ⁰С, наибольшую эффективность показывают термоэлектрохимические ячейки (термоячейки), активно исследуемые многими научными группами мира.

Работа термоячеек основана на так называемом эффекте Зеебека. Он заключается в том, что в замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников, возникает электродвижущая сила (ЭДС), если места контактов имеют разные температуры. Термоэлектричество называют одним из самых перспективных направлений «зеленой энергетики». Серьезным недостатком уже существующих современных образцов термоячеек является их низкая выходная мощность. Это существенно ограничивает область их применения.

Коллектив ученых кафедры ФНСиВТМ НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из российских вузов и Университета Нигерии представили новое исследование, посвященное повышению емкости и эффективности термоэлектрохимических ячеек, способных преобразовывать бросовое тепло в электрический ток.

В частности, разработчики решили задачу перехода от активно изучаемых электродов на основе углеродных нанотрубок к углеродным тканям - более доступному и дешевому материалу. Один грамм нанотрубок стоит примерно 100 рублей, в то время как грамм углеродной ткани - 7,5 рублей.

«Наша работа посвящена повышению эффективности термоэлектрохимических ячеек на основе электродов из углеродного волокна и окислительно-восстановительного электролита на основе ферри- / ферроцианида калия. Мы исследовали влияние модификации поверхности электрода из углеродного волокна на выходную мощность и параметры термоэлектрохимической ячейки», — рассказал соавтор работы, д.т.н, ведущий эксперт кафедры ФНСиВТМ НИТУ «МИСиС» Игорь Бурмистров.

Ученые исследовали два вида конструкций ячеек: обычную электрохимическую ячейку с солевым мостиком и корпусом типа монетной ячейки. В результате экспериментов было обнаружено, что модификация поверхности электродов титаном и оксидом титана может понизить внутреннее сопротивление ячейки на три порядка.

В результате этого максимальная мощность для углеродного волокна, модифицированного металлическим титаном и оксидом титана, увеличилась до 25,2 мВт / м² с КПД в 1,37%. Лучший мировой результат для термоячеек составляет около 3%, при этом в них использованы дорогостоящие массивы углеродных нанотрубок «nanoforest» (декорированные игольчатыми наночастицами платины).

Исследование является продолжением цикла разработок научного коллектива, ранее был представлен заряжаемый от тепла конденсатор, который работает периодически и должен либо менять направление теплового потока, либо удаляться от источника тепла, в то время как в представленной работе ячейка работает неопределенно долго вплоть до естественного старения основных компонентов.

По словам разработчиков, сейчас коллектив работает над дальнейшим повышением мощности полученных термоэлектрических модулей и планирует приступить к созданию опытных прототипов устройств на их основе.

 

Ссылки:

1. https://doi.org/10.3390/su13031377

 

Источник: НИТУ «МИСиС»

0.00%
0 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

Физики из Университета Райса обнаружили, как плазмонные металлические электроды участвуют в образовании «горячих носителей», которые излучают в наноразмерных зазорах неожиданно яркий свет. Иллюстрация: by Longji Cui and Yunxuan Zhu

Удивительно сильный свет между плазмонными электродами

Обновлено: 11.07.2020
 811
Предоставлено: RECHARGE

Экспорт первых лопастей ветротурбин из России в Данию

Обновлено: 10.02.2021
 978
YouTube

Портативный кондиционер для ощущения постоянной прохлады

Обновлено: 13.09.2020
 1062

Комментарии ()

    Написать комментарий

    Недавние публикации

    Звуковые эффекты в зданиях напрямую зависят от материалов, из которых сделаны потолки, стены, двери и другие ограждающие конструкции. Фото: Rockfon

    Звукопоглощение, звукоизоляция и фоновый шум в зданиях

    Обновлено: 26.07.2022  636
    Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

    Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

    Обновлено: 21.04.2022  640
    Струи пламени нагревают теплообменник в печи с принудительной подачей разогретого воздуха в систему отопления. Service Champions

    Отопительные печи с принудительной подачей воздуха в помещение

    Обновлено: 07.05.2022  606

    Популярные категории

    • Энергоэффективность и энергосбережение44
    • Оборудование и материалы85
    • Твердотопливные котлы и печи, камины34
    • Водоснабжение и водоотведение23
    • Природные ресурсы, экология и строительство91

    Разместить статью

    Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

    Ссылки:

    • Контакты
    • Разместить статью
    • Конфиденциальность
    VK Telegram

    © 2023 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

    Отправить сообщение об ошибке?

    Ошибка:
    Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.