Нові нетоксичні та недорогі синтетичні кристали можуть перетворювати тепло на електрику

Нові синтетичні кристали легко отримати із безпечної сировини

Для ефективного перетворення тепла на електрику вчені створили синтетичні кристали з сульфідних мінералів.

Ця нова речовина, яку легко отримати з безпечної, нетоксичної сировини, відкриває нові можливості для створення безпечних та недорогих так званих термоелектричних матеріалів.

При внесенні невеликих змін до складу синтетичний мінерал міді може розвинути складну структуру, а також мікроструктуру, закладаючи основу для бажаних властивостей.

Еммануель Гільмо, матеріалознавець та дослідник CNRS з лабораторії CRISMAT у Кані, Франція, пояснив, що новий синтетичний матеріал виробляється відносно простим способом з міді, германію, марганцю та сірки.

Гільмо є автором дослідження. Він розповів, що для створення передкристалізованої фази порошки механічно сплавляються за допомогою кульового млина, а потім ущільнюються при 600 градусів Цельсія.

Він зазначив, що цю процедуру легко масштабувати. Тепло перетворюється на електрику термоелектричними матеріалами. Це особливо корисно у промислових процесах, де залишкове тепло знову перетворюється на цінну електроенергію.

Протилежною стратегією є охолодження електронних компонентів, наприклад у смартфонах або автомобілях. Для цих додатків потрібні матеріали, які не тільки ефективні, але й доступні за ціною та, що найважливіше, безпечні для здоров'я.

Найкращу ефективність перетворення забезпечують телур і свинець - дорогі та небезпечні матеріали, які використовуються в термоелектричних пристроях.

Гільмо та його команда розглядали природні сульфідні мінерали на основі міді як джерело безпечніших замінників. Більшість елементів у цих мінеральних похідних нетоксичні і широко поширені, а деякі матеріали мають термоелектричні властивості.

Команді вдалося створити кілька термоелектричних матеріалів, що містять дві кристалічні структури.

Описуючи своє відкриття, Гільмо сказав, що вони були вражені результатом, тому що у цьому класі матеріалів невелика зміна у складі зазвичай мало впливає на структуру.

Гільмо каже, що нещодавно створений матеріал стабільний до 750 градусів за Фаренгейтом, що цілком відповідає температурному діапазону відпрацьованого тепла для більшості галузей промисловості.

Грунтуючись на цьому відкритті, він упевнений, що нові, менш дорогі та нетоксичні термоелектричні матеріали можуть бути розроблені замість проблемніших, пише Sci Tech Daily.

Результати дослідження Гільмо нещодавно були опубліковані в журналі Angewandte Chemie.