Читать «Журнал "Компьютерра" №729» онлайн - страница 13
Компьютерра
Простой и дешевый способ значительного повышения эффективности термоэлектрических преобразователей нашли физики из Бостонского колледжа и Массачусетского технологического института.
Термоэлектрические преобразователи, еще известные как элементы Пельтье, уже более полувека используются для охлаждения электроники и других устройств, а также для получения электричества при небольших перепадах температур. Однако низкая эффективность преобразователей делает их применение неоправданным. Дело в том, что к материалу термоэлектрического преобразователя предъявляются противоречивые требования. С одной стороны, он должен плохо проводить тепло, в противном случае весь созданный им перепад температур "съест" тепловой поток. А с другой - он должен хорошо проводить электрический ток, иначе его внутреннее сопротивление приведет к вредному выделению тепла.
Ученые работали с популярным полупроводниковым сплавом теллуридов сурьмы и висмута, который часто используют в элементах Пельтье, работающих в диапазоне 20–250 градусов Цельсия. Сплав сначала размололи в нанопудру с размером частичек около 20 нм, а затем пудру нагрели и спрессовали в атмосфере инертного газа. У получившегося материала эффективность при комнатной температуре увеличилась на 20%, а при ста градусах - на все 40%. И это почти бесплатно!
Анализ показал, что эффективность преобразователей увеличилась в основном за счет снижения теплопроводности материала. Переносящие тепло фононы - кванты колебаний кристаллической решетки - стали активно рассеиваться на дефектах и гранях спеченных наночастиц, но в то же время эти грани не мешали протеканию электрического тока.
Увеличение эффективности, казалось бы, не такое значительное, но оно просто огромно по сравнению с той трудной борьбой за каждый процент, которая велась последние десятилетия. Более того, эти десятки процентов качественно меняют ситуацию. Оценки показывают, что теперь, возможно, термоэлектрические преобразователи станет выгодно применять для утилизации тепла в градирнях тепловых электростанций, на их основе можно будет делать более дешевые и эффективные солнечные элементы, не говоря уже об охлаждении электроники.
Теперь ученые пробуют применить тот же метод снижения теплопроводности и к другим полупроводникам и сплавам для термоэлектрических преобразователей, и, быть может, новые рекорды еще впереди. ГА
Любопытный сценарий гибели динозавров предложили известные палеонтологи и специалисты по тропическим болезням Георг и Роберта Пойнар (George and Roberta Poinar) в своей новой книге "What Bugged the Dinosaurs?". Ученые считают, что древние гиганты не выдержали жесткой конкуренции с насекомыми.
