Винайдено фарбу, яка перетворює тепло на електрику

Дослідники з корейського Національного інституту науки і техніки (Ulsan National Institute of Science and Technology, UNIST) створили термоелектричну фарбу, що перетворює в електрику тепло від нагрітих сонцем дахів і стін будинків, тепло, вироблене промисловими установками.

У своєму дослідженні корейська команда представила новий тип термоелектричних високопродуктивних матеріалів, які володіють специфічними властивостями. Цей матеріал можна використовувати практично на будь-якій поверхні.

«Дахи і стіни будівель нагріваються влітку вище 50 градусів Цельсія. Якщо ми пофарбуємо все це термоелектричною фарбою, то ми зможемо перетворити в електрику величезну кількість непотрібного тепла», – розповідає провідний дослідник з інституту UNIST Жо Сунг Сон.

«Така фарба може бути нанесена на поверхні автомобілів, морських суден і технологічного обладнання, збираючи енергію, яка в зворотному випадку втрачається безповоротно», – додав він.

Схема, яка ілюструє виготовлення забарвлених термоелектричних пристроїв.

Термоелектричний ефект – пряме перетворення різниці температур до електричної напруги, і навпаки. Цей ефект може бути використаний як для нагріву або охолодження, наприклад, в невеликих системах охолодження, автомобільних систем охолодження, а також відходів системи рекуперації тепла для суден.

Як термоелектричний наповнювач у фарбі знаходяться частинки телуриду вісмуту (Bi2Te3), речовини, які досить широко використовується в термоелектричних перетворювачах. Шляхом технології молекулярного спікання протягом 10 хв при температурі в 450 градусів вчені змусили ці частинки з’єднатися один з одним, за рахунок чого була збільшена щільність частинок в фарбі і ефективність їх роботи, яка склала 0.67 для частинок n-типу і 1.21 для частинок p-типу.

Після нанесення фарби на поверхню і подальшого її запікання вона формує однорідний шар, товщиною близько 50 мікрометрів.

Випробування показали, що термоелектричні елементи, намальовані за допомогою нової фарби, забезпечують продуктивність в межах від 4 до 26.3 міліват на квадратний сантиметр.

Такі показники можна порівняти з показниками більш традиційних термоелектричних перетворювачів і набагато перевищують показники інших перетворювачів, виготовлених на базі спеціального чорнила або пасти.