Forscher der Peter dem Großen Polytechnischen Universität St. Petersburg entwickeln eine neue Generation thermoelektrischer Generatoren, die zehnmal effizienter sind als ihre Pendants in Markt. Das Endprodukt wird Ende 2021 in Produktion gehen!
Wir untersuchen seit geraumer Zeit, mehr als 15 Jahre, verschiedene Modifikationen von Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Nicht nur für thermoelektrische Generatoren, sondern zum Beispiel auch für effiziente elektronische Auto-Emitter und verschiedene Arten von Sensoren - lichtempfindliche Sensoren usw.
Das Modell der Interaktion des Wärmeflusses und der elektronischen Subsysteme in unserer Kohlenstoff-Nanostruktur ist die Grundlage für die Schaffung eines spezifischen Geräts - eines thermoelektrischen Generators", - erklärte die Leiterin der Entwicklungsgruppe Olga Kvashenkene, Direktorin des STC „Neural Forecasting of Materials and Technologies for the Electronic Industry“ (NCMU SPbPU „Advanced digital Technologien").
Thermoelektrischer Generator ist ein kleines Gerät (Gehäuseabmessungen 5 mm) × (2 mm Größe), das thermische Energie in elektrische Energie umwandelt. Das Gerät enthält eine komplexe Kohlenstoff-Nanostruktur.
Auf dem Foto unten sehen Sie den neuen thermoelektrischen Generator.
Beim Erhitzen treten in der Struktur quantenelektrodynamische Prozesse auf, die zur thermoelektrischen Erzeugung führen. In beheizten Strukturen mit komplexer Stöchiometrie werden Wechselwirkungen der elektronischen und strukturellen Teilsysteme (Gitter) angeregt. Diese quantenphysikalische Wechselwirkung führt durch den thermischen Effekt zur Erzeugung von elektrischem Strom.
„Thermoelektrische Generatoren basieren auf Kohlenstoff-Nanoröhrchen, die auf verschiedene Weise modifiziert werden können“, erklärt Olga Kvashenkina. - Kohlenstoff kann bekanntlich in Form von Diamanten vorliegen und ist ein nahezu ideales Dielektrikum - Ein Material, das keinen Strom leitet und in Form von Graphit vorliegt, ist ein sehr guter Leiter für elektrische aktuell.
Auf diesen beiden anisotropen Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen basieren unsere Generatoren. Wir erhalten diesen Verbundstoff mit einer völlig einzigartigen Technologie, die es uns ermöglicht, die Eigenschaften eines thermoelektrischen Generators zu reproduzieren, was für industrielle Projekte sehr gut ist.
Das Funktionsprinzip hängt mit der Struktur der im Generator verwendeten Nanokomposit-Kohlenstofffasern in ihren verschiedenen Zuständen zusammen.
Der Wechsel von leitenden und nichtleitenden Zuständen desselben Materials ermöglicht es, die Eigenschaften der Wechselwirkung zwischen Wärme und Elektronenfluss zu nutzen. Die Berechnung dieser Wechselwirkung und ihrer physikalischen Natur, beobachtet in thermoelektrischen Generatoren, gilt für einzelne Quanten der Wärmestrahlung und einzelner Elektronen, was uns erlaubt, diese quantenelektrodynamischen Prozesse zu behaupten.
Bemühen Sie sich, Ihre Nische zu besetzen
„Man kann ohne Zweifel sagen, dass es weder in Russland noch im Ausland ähnliche Geräte gibt, funktionieren auf der gleichen konstruktiven Basis wie unsere thermoelektrischen Generatoren - sagt Olga Kwaschenkin.
Vor Beginn eines Projekts führen Forscher technologische Prognosen durch und versuchen, ihr Fachwissen im Interessenbereich im Vergleich zum Ausland einzuschätzen. Darüber hinaus analysieren die Forscher die Produktpalette auf dem Weltmarkt.
Nun, wir werden die Entwicklung dieser Art von Technologie verfolgen und vor allem, welche praktischen Vorteile diese Art von Generatoren mit sich bringen können.
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