Pesquisadores da Universidade Politécnica Peter the Great St. Petersburg estão desenvolvendo uma nova geração de geradores termelétricos, que são dez vezes mais eficientes do que seus equivalentes em mercado. O produto final entrará em produção no final de 2021!
Temos estudado várias modificações de nanotubos de carbono por algum tempo, mais de 15 anos. Não apenas para geradores termoelétricos, mas também, por exemplo, para auto-emissores eletrônicos eficientes e vários tipos de sensores - sensores sensíveis à luz, etc.
O modelo de interação do fluxo de calor e subsistemas eletrônicos em nossa nanoestrutura de carbono é a base para a criação de um dispositivo específico - um gerador termoelétrico ", - explicou a chefe do grupo de desenvolvimento Olga Kvashenkene, diretora da STC "Previsão neural de materiais e tecnologias para a indústria eletrônica" (NCMU SPbPU "Digital avançada tecnologias ").
Um gerador termoelétrico é um dispositivo de pequeno porte (dimensões da caixa de 5 mm) × (2 mm de tamanho), que converte energia térmica em energia elétrica. O dispositivo contém uma nanoestrutura de carbono complexa.
Na foto abaixo você confere o novo gerador termoelétrico.
Quando aquecidos, processos eletrodinâmicos quânticos ocorrem na estrutura, levando à geração termoelétrica. Em estruturas aquecidas com uma estequiometria complexa, as interações dos subsistemas eletrônicos e estruturais (redes) são excitadas. Essa interação físico-quântica leva à geração de corrente elétrica devido ao efeito térmico.
“Os geradores termoelétricos são baseados em nanotubos de carbono que podem ser modificados de várias maneiras”, explica Olga Kvashenkina. - É bem sabido que o carbono pode estar na forma de diamantes e é um dielétrico quase ideal - Um material que não conduz eletricidade e está na forma de grafite é um bom condutor de eletricidade atual.
É na base desses dois compostos anisotrópicos de carbono que nossos geradores se baseiam. Obtemos esse compósito com uma tecnologia totalmente única que nos permite reproduzir as propriedades de um gerador termoelétrico, o que é muito bom para projetos industriais. ”
O princípio de funcionamento está relacionado à estrutura da fibra de carbono nanocompósita utilizada no gerador em seus diversos estados.
A alternância de estados condutores e não condutores de um mesmo material possibilita o aproveitamento das propriedades de interação entre o calor e o fluxo de elétrons. O cálculo dessa interação e de sua natureza física, observada em geradores termelétricos, é aplicável a quanta de radiação térmica e elétrons únicos, o que permite afirmar que processos eletrodinâmicos quânticos.
Esforçando-se para ocupar seu nicho
“Pode-se dizer, sem dúvida, que não existem dispositivos semelhantes na Rússia ou no exterior, operando na mesma base construtiva que nossos geradores termelétricos - diz Olga Kvashenkin.
Antes de iniciar qualquer projeto, os pesquisadores realizam previsões tecnológicas e tentam avaliar seu nível de especialização na área de interesse em comparação com países estrangeiros. Além disso, os pesquisadores analisam a gama de produtos disponíveis no mercado global.
Bem, vamos acompanhar o desenvolvimento deste tipo de tecnologia e, o mais importante, quais os benefícios práticos que este tipo de geradores pode trazer.
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