Владивостокский ДВФУ стал местом, где был впервые создан новый перспективный материал-термоэлектрик. Он представляет собой двухфазную нанокерамику на базе титаната стронция и оксида титана. Данное соединение качественно преобразует тепловую энергию в электрическую, одновременно обеспечивая защиту изделия от перегрева, даже в случаях эксплуатации при температурах, превышающих 1000 °С. Отчет о работе опубликован в научном издании Materials.
Предложил состав инновационного керамического материала Алексей Завьялов. Ученый работает в Школе естественных наук Дальневосточного федерального университета. Как объясняет автор исследования, огромное число технологических процессов сопровождается значительным тепловыделением. Выделяющаяся тепловая энергия при этом не используется. Взять такой пример: температура внешней части выхлопной трубы доходит до 700 °C. Помочь использовать эту тепловую энергию могли бы термоэлектрики, однако они, под воздействием столь высоких температур будут разрушаться и отравлять выделяющимися при нагревании тяжелыми металлами окружающую среду. Задачей ученых стала разработка термически резистентного материала-термоэлектрика.
Учеными была разработана двухфазная керамическая система, в основе которой были оксиды металлов. Использовались два соединения: титанат стронция и оксид четырехвалентного титана. Эти вещества соединенные вместе имеют отличную резистентность к высоким температурам и агрессивным воздействиям химических реагентов, выдерживая температуру выше 1000 °С, однако каждое из них по отдельности подобных термоэлектрических свойств не имеет. Трансформировав смесь этих соединений в нанозерна, исследователи добились нужного им эффекта: получившийся материал способен генерировать электроэнергию при условии разности температур на противоположных поверхностях.
Реакционное искровое плазменное спекания данных оксидов привело к появлению у материала экстраординарных свойств. Он стал заметно плотнее и механически прочнее, между нанозернами лучше обозначились границы, а это важно для работы термоэлектрика при экстремальных температурах.
Денис Косьянов, руководитель научной группы, отметил, что разработанный учеными его команды материал может быть использован не только и не столько в процессе вторичной переработки бесхозного тепла, но и для решения проблем, возникающих при функционировании высокотехнологичных приложений. Изобретение может служить «активным» тепловым буфером, удлиняя тем самым сроки эксплуатации и улучшая пиковые характеристики изделий, работающие в условиях температур, превышающих 1000 °С.
Гарантия
Сервис
Подбор
Госзакупки
