Ученые выяснили, как улавливать тепло и превращать его в электричество

Недавнее открытие поможет создать более эффективную систему выработки энергии от тепла выхлопных газов автомобилей, межпланетных космических зондов и промышленных процессов.

«Благодаря этому открытию мы должны быть в состоянии производить больше электрической энергии из тепла, чем сегодня», - сказал соавтор исследования Джозеф Хереманс.

Открытие основано на крошечных частицах, называемых парамагнонами - кусочками, которые не являются магнитами, но несут некоторый магнитный поток. Это важно, потому что магниты при нагревании теряют свою магнитную силу и становятся парамагнитными. Поток магнетизма создает тип энергии, называемый термоэлектричеством магнонного сопротивления, который до этого открытия не мог использоваться для сбора энергии при комнатной температуре.

«Когда-то считалось, что если у вас есть парамагнетик и вы его нагреваете, ничего не происходит», - сказал Хереманс. «И мы обнаружили, что это неправда. То, что мы нашли, - это новый способ конструирования термоэлектрических полупроводников - материалов, которые преобразуют тепло в электричество. Обычные термоэлектрики, которые были у нас за последние 20 лет или около того, слишком неэффективны и дают нам слишком мало энергии, поэтому они не используются широко».

Магниты являются важной частью сбора энергии от тепла: когда одна сторона магнита нагревается, другая холодная сторона становится более магнитной, вызывая вращение, которое толкает электроны в магните и создает электричество.

Парадокс, однако, состоит в том, что когда магниты нагреваются, они теряют большую часть своих магнитных свойств, превращаясь в парамагнетики. Это означает, что до этого открытия никто не думал об использовании парамагнетиков для сбора тепла, потому что ученые считали, что парамагнетики не способны собирать энергию.

Однако исследовательская группа обнаружила, что парамагноны толкают электроны только на одну миллиардную миллионную долю секунды - достаточно долго, чтобы сделать парамагнетики жизнеспособными сборщиками энергии.

Исследовательская группа начала тестирование парамагнонов, чтобы выяснить, могут ли они при правильных обстоятельствах произвести необходимое вращение. По словам Хереманса, они обнаружили, что парамагноны действительно производят вид вращения, который толкает электроны. И это, по его словам, может позволить собрать энергию.

Фото: politsib.ru