На крыше одного из зданий МТИ уже несколько месяцев работает уникальное устройство, которое доказывает, что электричество можно получать из каждодневных колебаний температуры окружающей среды. Первый в мире термальный резонатор позволит питать небольшие датчики, например, системы дистанционных измерений. Статья об изобретении, позволяющем вырабатывать электричество «из ничего», опубликована в журнале Nature Communications.
Прототип, созданный для проверки концепции, работает при разнице в дневной и ночной температуре в 10 градусов Цельсия и вырабатывает 350 милливольт потенциала и 1,3 милливатт энергии — этого достаточно для того, чтобы обеспечить работу небольших датчиков или систем коммуникации. Показатели скромные, зато резонатор не нуждается в солнечном свете. Кроме того, он в 3 раза эффективнее, чем коммерческие пьезоэлектрические устройства того же размера, утверждают изобретатели.
Для производства энергии из колебаний температуры необходим материал со свойствами тепловой инерции — параметра, описывающего то, насколько быстро материал способен накапливать и отдавать тепло. Инженеры разработали для такого случая комбинированный материал. В основу легла металлическая пена из меди или никеля, покрытая слоем графена для повышенной теплопроводности. Затем пена была наполнена октадеканом, разновидностью воска, который способен менять состояние с твердого на жидкое под воздействием разных температур.
Таким образом, одна сторона устройства накапливает тепло, а другая медленно испускает его. Одна сторона всегда отстает от другой, пока система пытается добиться равновесия. Постоянные колебания температур внутри одного материала позволяют вырабатывать электроэнергию, используя принципы термоэлектричества. Сочетание трех материалов — металлической пены, графена и октадекана — позволяют назвать этот термальный резонатор материалом с наивысшей тепловой инерцией из известных науке, пишет MIT News.
«Фактически, мы изобрели эту концепцию с чистого листа, — говорит профессор Майкл Страно. — Мы создали первый термальный резонатор. Прибор, который можно поставить на стол, и он станет вырабатывать электричество из, казалось бы, ничего. Нас окружают температурные колебания всевозможных частот. Это нетронутый источник энергии».
Около года назад шведские ученые создали первый термоэлектрический органический транзистор. Его чувствительность в 100 раз превышает возможности обычных термоэлектрических материалов.
По информации https://hightech.fm/2018/02/16/daily-temperature-swings
Обозрение "Terra & Comp".
