Главная
Термоэлектрический преобразователь из кремния
Нано-био
ДНК-транзистор
ДНК в нанотехнологиях
Контакты
Увлекательные статьи
 

 

Полезные статьи
Контакты
ДНК в нанотехнологиях
ДНК-транзистор
Нано-био
Термоэлектрический преобразователь из кремния

Термоэлектрический преобразователь из кремния

Группе ученых из Лабораторий Беркли (Berkeley Lab) в Калифорнии, созданы кремниевые наноструны, которые характеризуются отличными термоэлектрическими свойствами.

Аран Маджумдар (Arun Majumdar), один из авторов этого открытия, уверен, термоэлектрический кремний с высокими характеристиками может не только принести ряд новых продуктов на мировой рынок бытовой электроники (например, ряд компактных термоэлектрических преобразователей), но и существенно улучшить некоторые уже сегодня существующие устройства, среди которых есть и топливные элементы.

 

В журнале Nature описаны достижения ученых, который вышел 10 января 2008 года. Более того, эффективные термоэлектрические преобразователи позволят существенно повысить КПД современных электростанций, работающих по генераторному принципу. В них происходит потеря большого количества тепла, которое можно было бы с помощью массивов преобразователей превратить в дополнительную энергию, а это существенно бы отразилось на мировой энергетике.

Как, в последствии оказалось, помогла ученым интересная особенность, обеспечивающая появление сильного термоэлектрического эффекта: это шероховатости и неровности на поверхности полученных кремниевых нанострун. Аран пока не может сказать, почему возникает такой эффект, но то что именно шероховатости играют основную роль в возникновении термоэлектрического эффекта, это ученые установили наверняка.

 

СТМ-изображение массива нанонитей на чипеАрану и его коллегам удалось получить нанонити благодаря новому методу травления, который состоит в том, что с поверхности кремниевой подложки, помещенную в водный раствор, гальванически убирают ионы серебра, что вызывает ее изменение и формирование кремниевых нанонитей с шероховатой поверхностью. Сейчас ученые работают над тем, как увеличить эффективность преобразователя. Аран и его коллеги намерены довести коэффициент термоэлектрической добротности (ZT) до 1 и более.

 

Нанонити диаметром 50 нанометров при комнатной температуре могут похвастаться значением ZT=0,6, но Аран уверен, что более высоких значений можно добиться, уменьшая их диаметр и применив допирование нанонитей другими атомами. Также ученым следует лучше разобраться в физике причин влияния шероховатостей на увеличение термоэлектрического эффекта.

Дальнейшим шагом в работе ученых будет конструирование прототипа первого термоэлектрического преобразователя на основе «матрицы» нескольких чипов с нанонитями. И если ученые достигнут успеха в этой области, то мировая энергетика получит несомненные выгоды. Во-первых, термоэлектрическими генераторами можно «отбирать» энергию у выхлопа машин, смонтировав их в выхлопной трубе. Большие массивы генераторов могут повысить производство электроэнергии на электростанциях генераторного типа путем обработки пара, прошедшего турбину. Ну и, конечно, альтернативная энергетика также может воспользоваться преимуществами термоэлектрических преобразователей. 

 

Но более того, нано-преобразователи могут стать отдельным коммерчески успешным продуктом. Один из примеров – жилет, который может подзаряжать мобильный телефон, преобразуя теплоту человеческого тела в необходимую электроэнергию. В общем, открытие достаточно важное, чтобы на нем сосредоточилось внимание Департамента Энергетики США, под финансированием которого будут проходить дальнейшие исследования.

 

Rambler's Top100

© nanotehnika.ru, все права защищены