Pētnieki no Pētera Lielā Sanktpēterburgas Politehniskās universitātes attīstās jaunas paaudzes termoelektriskie ģeneratori, kas ir desmit reizes efektīvāki nekā to kolēģi tirgus. Galaprodukts nonāks ražošanā līdz 2021. gada beigām!
Mēs esam pētījuši dažādas oglekļa nanocauruļu modifikācijas diezgan ilgu laiku, vairāk nekā 15 gadus. Ne tikai termoelektriskajiem ģeneratoriem, bet arī, piemēram, efektīviem elektroniskajiem automātiskajiem emitētājiem un dažāda veida sensoriem - gaismas jutīgiem sensoriem u.c.
Siltuma plūsmas un elektronisko apakšsistēmu mijiedarbības modelis mūsu oglekļa nanostruktūrā ir pamats konkrētas ierīces - termoelektriskā ģeneratora izveidošanai, - skaidroja izstrādes grupas vadītāja Olga Kvašenkene, STC "Materiālu un tehnoloģiju neironu prognozēšana elektronikas industrijai" direktore (NCMU SPbPU "Advanced digital tehnoloģijas").
Termoelektriskais ģenerators ir maza izmēra ierīce (korpusa izmēri 5 mm) × (2 mm izmērs), kas pārvērš siltumenerģiju elektroenerģijā. Ierīce satur sarežģītu oglekļa nanostruktūru.
Zemāk esošajā fotoattēlā varat redzēt jauno termoelektrisko ģeneratoru.
Sildot, struktūrā notiek kvantu elektrodinamiskie procesi, kas izraisa termoelektrisko ģenerāciju. Apsildāmās konstrukcijās ar sarežģītu stehiometriju tiek ierosināta elektronisko un strukturālo apakšsistēmu (režģu) mijiedarbība. Šī kvantu fizikālā mijiedarbība izraisa elektriskās strāvas veidošanos termiskā efekta dēļ.
"Termoelektrisko ģeneratoru pamatā ir oglekļa nanocaurules, kuras var modificēt dažādos veidos," skaidro Olga Kvašenkina. - Ir labi zināms, ka ogleklis var būt dimantu formā un ir gandrīz ideāls dielektrisks. Materiāls, kas nevada elektrību un ir grafīta formā, ir ļoti labs elektrības vadītājs strāva.
Mūsu ģeneratori ir balstīti uz šiem diviem anizotropā oglekļa kompozītmateriāliem. Mēs iegūstam šo kompozītmateriālu, izmantojot pilnīgi unikālu tehnoloģiju, kas ļauj atveidot termoelektriskā ģeneratora īpašības, kas ir ļoti labas industriālajiem projektiem.
Darbības princips ir saistīts ar ģeneratorā izmantotās nanokompozīta oglekļa šķiedras struktūru dažādos tās stāvokļos.
Viena un tā paša materiāla vadošo un nevadošo stāvokļu maiņa ļauj izmantot siltuma un elektronu plūsmas mijiedarbības īpašības. Šīs mijiedarbības un tās fizikālās dabas aprēķins, kas novērots termoelektriskajos ģeneratoros, ir piemērojams vienam termiskā starojuma kvanti un atsevišķi elektroni, kas ļauj apgalvot, ka kvantu elektrodinamiskie procesi.
Cenšas ieņemt savu nišu
Bez šaubām var teikt, ka līdzīgu ierīču nav ne Krievijā, ne ārzemēs, darbojas uz tādiem pašiem konstruktīviem pamatiem kā mūsu termoelektriskie ģeneratori – stāsta Olga Kvašenkins.
Pirms jebkura projekta uzsākšanas pētnieki veic tehnoloģiskās prognozes un cenšas novērtēt savu zināšanu līmeni interesējošajā jomā salīdzinājumā ar ārvalstīm. Turklāt pētnieki analizē pasaules tirgū pieejamo produktu klāstu.
Nu, mēs sekosim līdzi šāda veida tehnoloģiju attīstībai un, pats galvenais, kādu praktisku labumu var dot šāda veida ģeneratori.
Nu, ja jums patika materiāls, tad es priecāšos par jūsu novērtējumu, kā arī neaizmirstiet abonēt kanālu. Paldies par jūsu uzmanību!