Новые термомодули, которые создали ученые, могут использоваться в приборах для эффективного преобразования тепловых потерь, имеют более высокие технические характеристики и спектр использования, чем у всех известных мировых аналогов, сообщает пресс-служба вуза.
Эксперименты начались два года назад. Термоэлектрический преобразователь представляет собой полупроводниковую пластину, состоящую из двух частей – если одну сторону приложить к теплу, а другую к холоду, то будет вырабатываться электроэнергия. На сегодняшний день не существует термоэлектрического материала, который удовлетворил бы промышленность своими свойствами. В Иркутске попытались решить эту проблему. Игорь Шелехов развил идею распределения площади теплопередачи и синтезировал полупроводниковый термоэлектрический материал, который обеспечил наиболее высокий на сегодня в мире коэффициент преобразования тепла в электричество.
Таким образом, был создан термоэлектрический модуль на гибкой подложке размером 2210 мм / 189 мм. Расстояние между термопарами – полупроводниковыми пластинами, которые являются теплопринимающими поверхностями, удалось развести на 16 сантиметров. Этот результат является технологическим прорывом, поскольку сегодня не известны термоэлектрические устройства, в которых расстояние между проводниками составляло бы более 1 см. Образец получен при низкотемпературном технологическом цикле, что существенно снизило его себестоимость. Термоэлектрический модуль иркутской разработки может преобразовывать тепловую энергию в электрическую в диапазоне от -50 до +250 градусов. Например, если одну сторону нагреть до 210-218 градусов, а вторую охладить до 0 — минус 1 градус, то вырабатывается напряжение 0,5 В. При этом было использовано всего 60 полупроводниковых переходов, в то время как в стандартном модуле их имеется до 400 штук.
В перспективе подобные термоэлектрические устройства можно будет применять в системах кондиционирования, холодильном оборудовании. Планируется увеличить расстояние между пластинами на полметра. В результате получится новый продукт, который при работе не издает шума и имеет при этом высокий КПД.
Ранее созданные учеными ИрГТУ экспериментальные образцы термоэлектрических устройств были испытаны в различных областях. Например, в многоквартирном доме в Иркутске проводились исследования по утилизации теплопотерь от системы холодного и горячего водоснабжения и преобразования их в электрическую энергию. Выяснилось, что так можно обеспечить освещение подъезда и подвала в пятиэтажке. Термоустройство также использовали при закладке горячего асфальта, который долго остывает. Панель термоустройства размещали на теплом асфальте и получали электроэнергию, способную осветить дорогу. Как утверждают разработчики, если одну сторону термоустройства нагреть на плите, а на другую поставить кружку с холодной водой, то этой энергии хватит, чтобы зарядить телефон или аккумулятор автомобиля. А если достаточно большой элемент питания свернуть в трубку и надеть, например, на печную трубу, то можно обеспечить энергией дачный дом или баню.
Также термоэлектрические устройства помогут возвращать в сеть тепломощность от систем вентиляции. Остаточную температуру воды, которой пользуются при принятии душа или ванны, также можно преобразовывать в электрическую энергию.
В 2013 году планируется разработать нормативно-техническую документацию на предложенную технологию и подготовить заявку на получение международного патента.
Фото: ИрГТУ
