Разработан материал для преобразования отработанного тепла в электроэнергию

Исследователи из Японии разработали термоэлектрический материал на основе дисилицида молибдена (MoSi₂), способный преобразовывать отработанное тепло в электрическую энергию. Результаты работы опубликованы в журнале Communications Materials.

Команда под руководством доктора Окадзаки установила, что MoSi₂ обладает свойством анизотропной проводимости — способностью проводить электричество по-разному в зависимости от направления кристаллографической оси. Это позволяет материалу генерировать поперечный термоэлектрический эффект, при котором электричество вырабатывается перпендикулярно направлению теплового потока.

Традиционные термоэлектрические устройства состоят из чередующихся слоёв полупроводников p- и n-типа. При подаче разности температур носители заряда перемещаются с горячей стороны на холодную, создавая напряжение. Однако многослойная структура увеличивает электрическое сопротивление на границах слоёв, что снижает эффективность преобразования.

MoSi₂ позволяет решить эту проблему. Материал демонстрирует зависящую от оси полярность проводимости в коэффициентах Зеебека и Холла. Тонкая плёнка из этого соединения может покрывать большую площадь источника тепла, генерируя напряжение без потерь на межслойных границах.

По данным исследования, в промышленности от 20 до 50 процентов потребляемой энергии рассеивается в виде тепла. Термоэлектрические преобразователи на основе MoSi₂ могут использоваться для рекуперации этой энергии от двигателей внутреннего сгорания и промышленного оборудования, а также для питания автономных датчиков в удалённых местах.

Источник: Interesting Engineering