Новости

Разработка устройства для извлечения энергии из лишнего тепла проходит в МИЭТ. Об этом сообщается на сайте вуза. По словам ученых, новый термоэлектрический генератор (ТЭГ) будет вырабатывать электроэнергию в результате использования бросового тепла в широком диапазоне температур.

Часть технологии уникального устройства разрабатывается в рамках гранта РФФИ «Моделирование эффективных многосекционных термоэлементов для рабочих температур до 1200 К с учетом тепло- и электрофизических параметров используемых термоэлектрических материалов и контактных систем».

– Вопрос преобразования потерянного, так называемого бросового тепла, в электрическую энергию является одним из ключевых для ведущих экономик мира, – говорит разработчик, доцент Института перспективных материалов и технологий (ПМТ) НИУ МИЭТ Максим Штерн. – Сейчас более 60% вырабатываемой энергии теряется. Утилизация даже части этого бесполезно теряемого тепла, за счет ТЭГ, приведет не только к существенной экономии энергоресурсов, но и к снижению вредных выбросов в атмосферу. Освоение Арктики, Антарктики, труднодоступных районов Крайнего Севера России невозможно без использования атомных станций малой мощности, оснащенных ТЭГ. Кроме того, такие источники электрической энергии имеют длительный срок работы без обслуживания, значительно превосходящий ресурс топливных элементов или аккумуляторов.

Чтобы представить работу создаваемого термоэлемента, достаточно вспомнить, как добывали энергию партизаны, находясь в землянках. Они ставили на керосиновую лампу термоэлектрический генератор ТГК-3 и с его помощью передавали радиосигналы. Кстати, говорят, что немцы долго не могли понять, как из осажденного леса велись долгие радиопередачи без привычного электричества.

Или, допустим, далеко за пределами города, у вас нет возможности зарядить смартфон, а сделать это нужно. Вы закрепляете предлагаемый прибор на котелке, который греет не только пищу, но и воздух вокруг, и получаете из этого тепла энергию для подзарядки вашего гаджета. И тут важно, что с самим генератором ничего не случится – он не расплавится и не деформируется от раскаленного котелка.

А теперь умножаем эти ситуации в тысячи раз и получаем примерную картину работы будущего прибора, который позволит преобразовать огромное количество бросового тепла, выделяемое, например, при получении электроэнергии в атомных станциях или ТЭЦ, радиоактивными элементами, используемыми в космических кораблях дальнего следования.

В устройстве будет две стороны: одна будет устанавливаться на источник тепла (горячая), а другая охлаждаться (холодная). В проекте термоэлемент, из которого состоит термоэлектрический модуль, поделен на 4 части, которые мы планируем сделать из разных материалов, соединенных между собой. Части поделены так, чтобы каждая из них работала в своем диапазоне температур, в котором имеет наибольший «КПД». Самая горячая будет иметь 900 градусов по Цельсию, а самая холодная – 20.

На сегодняшний день ученые уже нашли материалы для всех слоев нового термоэлектрического генератора. Но впереди предстоит еще много экспериментов, которые Институт ПМТ МИЭТ проводит на базе Центра коллективного пользования «Электронные приборы и оборудование».

– Сейчас мы экспериментируем с материалами и пытаемся добиться высоких тепло- и электрофизических параметров. Исследуем их стабильность, состав после нагрузок. Пока что надеемся разработать технологию создания прибора за три года. Задел в виде подобранных материалов у нас уже есть. Ну и, надеемся, что к 2023 году новый способ преобразования бросового тепла уже сможет успешно использоваться на благо человечества, – отметил Максим Штерн.