Эффект прямого преобразования тепловой энергии в электрическую был открыт почти 200 лет назад (в 1821 году). И с тех далеких времен в материаловедческих лабораториях мира не прекращаются попытки создания материалов с высокими показателями (достаточными для коммерческого использования) такого преобразования.
И все они, к сожалению, пока что не достигали заметного успеха. Ну, разве что, есть в продаже термоэлектрические холодильники, но они, по правде говоря, не могут на равных конкурировать с компрессионными по энергоэффективности (а это сегодня – важнейшая характеристика электробытовых приборов).
Наилучшими коэффициентами полезного действия термоэлектрических приборов (отношения затраченной тепловой энергии к выработанной электрической) обладают изделия, созданные на основе полупроводниковых материалов, которые содержат висмут, кадмий, теллур, ртуть. Однако мало того, что эта пользовательская «наилучшесть» в действительности далека от совершенства, она достигается в условиях вредного производства, поскольку висмут, кадмий, теллур и ртуть – вещества, ядовитые для человека и окружающей среды. А ведь сегодня в атмосферу буквально выбрасывается почти 2/3 «паразитной» тепловой энергии, вырабатываемой в различных промышленных процессах (чего стоят, например, объемы выбросов тепла от мегадата-центров?).
И вот недавно группой ученых-материаловедов Университета штата Юта (США) объявлено о создании самого эффективного термоэлектрика, основные компоненты которого – кальций, кобальт, тербий. Прибор, изготовленный из этого материала, выдает на его электродах электрическое напряжение при температурном перепаде всего в один градус. При этом материал не содержит ядовитых веществ, а его производство намного дешевле «лучших» современных аналогов.
Перспективы применения нового термоэлектрического материала самые разнообразные – от дополнительных источников электричества в самолетах, где они будут работать на разности температур за бортом воздушного судна и внутри его, до микроэлектростанций, обеспечивающих питание медицинских имплантатов и различных вживляемых в человека биодатчиков.
См. также:
