Новые нетоксичные и недорогие синтетические кристаллы могут преобразовывать тепло в электричество
© Getty Images
Новые синтетические кристаллы легко получить из безопасного сырья
Для эффективного преобразования тепла в электричество ученые создали синтетические кристаллы из сульфидных минералов.
Это новое вещество, которое легко получить из безопасного, нетоксичного сырья, открывает новые возможности для создания безопасных и недорогих так называемых термоэлектрических материалов.
Читайте также
При внесении небольших изменений в состав, синтетический минерал меди может развить сложную структуру, а также микроструктуру, закладывая основу для желаемых свойств.
Эммануэль Гильмо, материаловед и исследователь CNRS из лаборатории CRISMAT в Кане, Франция, объяснил, что новый синтетический материал производится относительно простым способом из меди, германия, марганца и серы.
Гильмо является автором исследования. Он рассказал, что для создания предкристаллизованной фазы порошки механически сплавляются с помощью шаровой мельницы, а затем уплотняются при 600 градусах Цельсия.
Он отметил, что эту процедуру легко масштабировать. Тепло преобразуется в электричество термоэлектрическими материалами. Это особенно полезно в промышленных процессах, где остаточное тепло снова преобразуется в ценную электроэнергию.
Противоположной стратегией является охлаждение электронных компонентов, например, в смартфонах или автомобилях. Для этих приложений требуются материалы, которые не только эффективны, но и доступны по цене и, что наиболее важно, безопасны для здоровья.
Наилучшую эффективность преобразования обеспечивают теллур и свинец — дорогостоящие и опасные материалы, используемые в термоэлектрических устройствах.
Гильмо и его команда рассматривали природные сульфидные минералы на основе меди как источник более безопасных заменителей. Большинство элементов в этих минеральных производных нетоксичны и широко распространены, а некоторые материалы обладают термоэлектрическими свойствами.
Команде удалось создать несколько термоэлектрических материалов, содержащих две кристаллические структуры.
Описывая свое открытие, Гильмо сказал, что они были поражены результатом, потому что в этом классе материалов небольшое изменение в составе обычно мало влияет на структуру.
Гильмо говорит, что недавно созданный материал стабилен до 750 градусов по Фаренгейту, что вполне соответствует температурному диапазону отработанного тепла для большинства отраслей промышленности.
Основываясь на этом открытии, он уверен, что новые, менее дорогие и нетоксичные термоэлектрические материалы могут быть разработаны вместо более проблемных, пишет Sci Tech Daily.
Результаты исследования Гильмо были недавно опубликованы в журнале Angewandte Chemie.
