NatComm: Органический термоэлектрик собирает энергию при комнатной температуре

Исследователи создали новое органическое термоэлектрическое устройство, которое может получать энергию из температуры окружающей среды. У термоэлектрических устройств много применений, но есть препятствия для их повсеместного использования.

Команда исследователей объединила уникальные свойства органических материалов и создала основу для получения термоэлектрической энергии при комнатной температуре без перепада температур.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Термоэлектрические генераторы преобразуют тепло в электричество, если одна сторона устройства горячая, а другая — холодная. Поэтому они могут собирать отработанное тепло от других методов получения энергии, что делает их полезными для исследователей и разработчиков.

Термоэлектрические генераторы широко известны благодаря использованию в космических зондах, таких как марсоход Curiosity и зонд Voyager. Они работают на радиоизотопных термоэлектрических генераторах: тепло от радиоактивных изотопов создаёт разницу температур для работы термоэлектрических устройств, которые питают приборы аппаратов.

Но сегодня эти устройства используются недостаточно часто из-за высокой стоимости производства, использования опасных материалов, низкой энергоэффективности и необходимости высоких температур.

Мы изучали, как создать термоэлектрическое устройство, которое будет получать энергию от тепла окружающей среды. Наша лаборатория изучает органические соединения и их применение. Многие из них могут легко передавать энергию друг другу.

Хороший пример таких возможностей — OLED и органические солнечные батареи.

Мы искали соединения, которые хорошо передают электроны. После тестирования разных материалов мы выбрали два: фталоцианин меди (CuPc) и гексадекафторфталоцианин меди (F16CuPc).

Чтобы улучшить свойства интерфейса, мы добавили фуллерены и BCP — они тоже хорошо переносят электроны. Это значительно увеличило мощность устройства. В результате получилось оптимизированное устройство со слоями CuPc в 180 нм, F16CuPc в 320 нм, фуллерена в 20 нм и BCP в 20 нм, — объясняет профессор Чихая Адачи

Новое органическое устройство работает без использования температурного градиента и имеет хорошие показатели. Напряжение разомкнутой цепи составляет 384 мВ, плотность тока короткого замыкания — 1,1 мкА/с м² , максимальная мощность — 94 нВт/с м² .

Адачи считает, что у разработки большой потенциал, и предлагает продолжить исследования с использованием различных материалов. Возможно, получится увеличить площадь устройства и добиться более высокой плотности тока.

19.09.2024


Подписаться в Telegram



Хайтек

В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья

Более дешевые металлогидридные накопители водо...

Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати

Новый метод производства цифрового света для&n...

AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику

Электроны вращаются без электрического за...

Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новый программный комплекс представили ученые ...

В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G
В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G

Уникальные фильтры для импульсной терагер...

Ученые КФУ выяснили, как дефекты в полупроводниках влияют на свет
Ученые КФУ выяснили, как дефекты в полупроводниках влияют на свет

Физическая модель, которая описывает взаимодей...

Новый метод синтеза лекарств открыли российские химики
Новый метод синтеза лекарств открыли российские химики

Новый метод синтеза производных пирролизидина ...

Advanced Materials: Созданы волокна в одежду для питания смартфона от тепла тела
Advanced Materials: Созданы волокна в одежду для питания смартфона от тепла тела

Термоэлектрический материал, который можно исп...

В Томском университете создали интегральные схемы для российских РЛС
В Томском университете создали интегральные схемы для российских РЛС

Первый российский комплект интегральных схем д...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Nature Astronomy: Красные карлики тоже обогащают Вселенную
Nature Astronomy: Красные карлики тоже обогащают Вселенную
NPJ Microgravity: Микрогравитация усиливает способность клеток регенерировать
NPJ Microgravity: Микрогравитация усиливает способность клеток регенерировать
Созданная в МГУ ИИ-система для прогнозирования доз инсулина требует доработки
Созданная в МГУ ИИ-система для прогнозирования доз инсулина требует доработки
Palaeontology: Птицу ужаса, останки которой нашли в Южной Америке, съел кайман
Palaeontology: Птицу ужаса, останки которой нашли в Южной Америке, съел кайман
NatElec: Нанотранзисторы преодолеют ограничения кремниевых полупроводников
NatElec: Нанотранзисторы преодолеют ограничения кремниевых полупроводников
Открыта связь депрессии с нарушением формирования функциональной сети мозга
Открыта связь депрессии с нарушением формирования функциональной сети мозга
На Урале предложили высаживать коноплю для поглощения углекислого газа
На Урале предложили высаживать коноплю для поглощения углекислого газа
Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь
Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь
В Воронеже разработали новый метод извлечения коллагена из кожи пресноводных рыб
В Воронеже разработали новый метод извлечения коллагена из кожи пресноводных рыб
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
Простой анализ крови поможет предотвратить преэклампсию у рожениц
Простой анализ крови поможет предотвратить преэклампсию у рожениц
Cancer: Аэробные упражнения рассеивают туман в мозге, вызванный химиотерапией
Cancer: Аэробные упражнения рассеивают туман в мозге, вызванный химиотерапией
Искусственный «нос» может учуять испорченные фрукты и испорченное мясо
Искусственный «нос» может учуять испорченные фрукты и испорченное мясо
NC: Ученые ищут способ понять, как клетки чувствуют и реагируют на воздействие
NC: Ученые ищут способ понять, как клетки чувствуют и реагируют на воздействие

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
На старт! Внимание! MITEX!
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
Всероссийский исторический кроссворд собрал 15 тысяч участников
«Вертолеты России» представили на саммите БРИКС Ми-171А3 AURUS, Ми-38 и модернизированный Ансат