Stworzono generator zamieniający ciepło w prąd
Prawa termodynamiki nie pozwalają nam stworzyć czegoś z niczego. Za każdym razem, gdy zużyjemy energię, pozostają "odpady", często w innej postaci niż ciepło. Próby "recyklingu" ciepła odpadowego naukowcy podejmują od dawna. Obecnie opracowano nowe podejście, które może być stosowane w przypadku małych urządzeń, takich jak czujniki czy elektronika ubieralna.
Naukowcy z Uniwersytetu w Tokio zaprojektowali niewielki generator termoelektryczny, który przetwarza ciepło na energię elektryczną i może zasilać urządzenie o niskim zapotrzebowaniu na prąd. Urządzenie wykorzystuje żelazo i aluminium lub gal.
- Jak dotąd, wszystkie badania nad generatorem termoelektrycznym skupiały się na ustalonym, ale ograniczonym efekcie Seebecka. W przeciwieństwie do tego, skupiliśmy się na stosunkowo mniej znanym zjawisku zwanym anomalnym efektem Nernsta (ANE) - powiedział prof. Satoru Nakatsuji, jeden z twórców urządzenia.
Anomalny efekt Nernsta pozwolił uczonym na wygenerowanie prądu prostopadłego (a nie równoległego) do gradientu temperatury. Jest to o tyle korzystne, że można kształtować minigeneratory w sposób, który czyni je idealnymi dla techniki użytkowej. Zarówno w scenariuszach ANE, jak i efektu Seebecka, generator jest umieszczony między gorącym a zimnym ciałem. Ale jest między nimi istotna różnica.
Wystarczy wyobrazić sobie generator umieszczony na skórze. Kiedy nasze ciało emituje ciepło, wytwarza prąd. W konfiguracji wykorzystującej efekt Seebecka, generowany prąd jest emitowany w tym samym kierunku co ciepło, więc urządzenie musi mieć odpowiednią grubość. W urządzeniu opartym na ANE, prąd wychodzi prostopadle do źródła ciepła, co pozwala na budowę znacznie smuklejszych generatorów. Poprzednie próby zastosowania ANE wymagały użycia toksycznych materiałów, dlatego nie znalazły uznania uczonych.
- Zrobiliśmy materiał, który jest w 75 proc. wykonany z żelaza i 25 proc. z aluminium lub galu. To znacznie wzmacnia anomalny efekt Nernsta. Widzieliśmy dwudziestokrotny skok napięcia w porównaniu do niedopracowanych próbek, co było ekscytujące - powiedział dr Akito Sakai.
Nowy generator może znaleźć liczne zastosowania w elektronice ubieralnej, ale wciąż wymaga dopracowania.
