Химики разработали термогальванический элемент на основе гидрогеля

N+1Наука

Термогальванический элемент из гидрогеля преобразовал нагрев аккумулятора в электричество

Артем Моськин

Jun Chen et al. / Nano Letters, 2020

Химики разработали термогальванический элемент на основе гидрогеля, который способен эффективно охлаждать аккумулятор за счет испарения воды и преобразовывать часть энергии в электричество. С помощью такого гидрогеля ученые смогли понизить температуру литий-ионного аккумулятора на 20 градусов Цельсия и выработать пять милливатт полезной мощности. Статья опубликована в журнале Nano Letters.

Электрические и энергетические устройства, как солнечные элементы, диоды и микропроцессоры, выделяют большое количество тепла в процессе своей работы. Это тепло требуется отводить от источника, чтобы избежать локального перегрева, который снизит эффективность работы устройства и срок его эксплуатации. Ученые пытаются решить проблему сочетания отвода лишнего тепла и преобразования этого тепла в полезную работу. Традиционные подходы к утилизации тепла — термоэлектрические модули — добавляют лишнее тепловое сопротивление, которое препятствует рассеянию тепла и увеличивает температуру внутри устройства. А для эффективных теплоотводов нужны энергозатратные вентиляторы и насосы. На сегодняшний момент эти конфликтующие процессы не могут быть достигнуты.

В последние годы ученые разработали термогальванические элементы в качестве эффективных дешевых утилизаторов тепла. Они состоят из двух инертных электродов и раствора электролита между ними. За преобразование энергии отвечает ионная миграция в растворе и изменение энтропии в зависимости от температуры при переходе электрона между окислительно-восстановительной парой и электродами. В отличие от термоэлектрических, в термогальванических элементах растворитель нужен только для поддержки ионного транспорта и окислительно-восстановительной реакции, а потому может быть удален из электролита без ухудшения эффективности термоэлектрических процессов. На основании этого растворителя можно сделать дополнительный термодинамический цикл, например, в водных электролитах вода может испаряться, унося с собой избыток тепла, и конденсироваться, восстанавливая свое изначальное состояние.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Клопы использовали химическую сигнализацию пчел для охоты на них самих Клопы использовали химическую сигнализацию пчел для охоты на них самих

Клопы-хищнецы научились обманывать жертв, заманивая их в ловушку

N+1
Шедевры отечественного кинематографа, снятые во время войны Шедевры отечественного кинематографа, снятые во время войны

Во время войны были сняты одни из самых пронзительных отечественных кинокартин

Популярная механика
Генетики выявили мужчин армянского происхождения в средневековом Болгаре Генетики выявили мужчин армянского происхождения в средневековом Болгаре

Палеогенетики секвенировали ДНК похороненных у стен средневекового Болгара

N+1
Лист графена почистили вольфрамовой наношваброй Лист графена почистили вольфрамовой наношваброй

Вольфрамовая игла успешно убрала загрязнения с поверхности листа графена

N+1
Как стать лучшим мужчиной в постели девушки: секс-эксперт Трейси Кокс поделилась секретами Как стать лучшим мужчиной в постели девушки: секс-эксперт Трейси Кокс поделилась секретами

Что служит причиной неудовлетворенности женщины и как это исправить

Maxim
Жажда топлива: какие бывают двигатели, и чем они питаются Жажда топлива: какие бывают двигатели, и чем они питаются

Иногда у инженеров выходят весьма занятные экземпляры двигателей

Популярная механика
Одежда из переработанных материалов: зачем ее покупать и насколько она безопасна Одежда из переработанных материалов: зачем ее покупать и насколько она безопасна

Вещи из переработанных материалов уже давно пользуются популярностью

Cosmopolitan
Начало катастрофической потери биоразнообразия назначили на 2030 год Начало катастрофической потери биоразнообразия назначили на 2030 год

Антропогенное изменение климата продолжается уже несколько десятилетий

N+1
Создатели Futurology AI — о «Кэти», ботах и том, как спасти бизнес Создатели Futurology AI — о «Кэти», ботах и том, как спасти бизнес

Как «умные» роботы помогут найти работу и победить кибербуллинг

РБК
Потеря $225 млн из-за неверно нажатой кнопки и другие случайности, которые повлияли на цену акций разных компаний Потеря $225 млн из-за неверно нажатой кнопки и другие случайности, которые повлияли на цену акций разных компаний

Инвесторы не всегда руководствуются только здравым смыслом

VC.RU
Работница реанимации из Техаса рассказала, почему она рассталась с ребенком Работница реанимации из Техаса рассказала, почему она рассталась с ребенком

В США уже более 300 000 случаев заболевания, скончались от инфекции около 10 000

Cosmopolitan
Женщина, которая поет Женщина, которая поет

Защитница океанов, актриса, мать и лицо культового аромата — Марион Котийяр

Vogue
«Ты мне не сын!» Самые громкие ДНК-скандалы с участием звезд «Ты мне не сын!» Самые громкие ДНК-скандалы с участием звезд

Для многих звёзд стал сюрпризом тот факт, что у них есть внебрачные дети

Cosmopolitan
Исландия на будущее Исландия на будущее

Северный яхтинг давно захватил сердца любителей паруса

Robb Report
Владимир Машков Владимир Машков

Суровый, честный мужской разговор с брутальным героем

Maxim
Последствия Холодной Войны помогли установить возраст китовых акул Последствия Холодной Войны помогли установить возраст китовых акул

Ученые опробовали радиоуглеродный метод для определения возраста у китовых акул

N+1
Будущее сейчас: почему обязательная маркировка — не прихоть, а неизбежность Будущее сейчас: почему обязательная маркировка — не прихоть, а неизбежность

Мнение о внедрении обязательной маркировки товаров

Forbes
«Атомная Анюта»: первый и последний ядерный выстрел «Атомная Анюта»: первый и последний ядерный выстрел

Существование артиллерийских снарядов с ядерной начинкой – широко известный факт

Популярная механика
Танцуй, пока под водой Танцуй, пока под водой

Больше чем спорт, отчасти искусство, отчасти психологическая практика

Psychologies
Куда пропали Елена Корикова, Ирина Апексимова и другие звезды нулевых Куда пропали Елена Корикова, Ирина Апексимова и другие звезды нулевых

Рассказываем, как сложились судьбы актрис, которые пропали с экранов

Cosmopolitan
Гены выживших видов не дали достоверной информации о вымираниях прошлого Гены выживших видов не дали достоверной информации о вымираниях прошлого

Способ определять скорость появления новых видов и вымирания старых

N+1
Как окружить себя искусством, не выходя из дома Как окружить себя искусством, не выходя из дома

9 инструкций по сборке реди-мейда

Weekend
Александр Молочников: «Я почти не огорчаюсь из-за актерских неудач» Александр Молочников: «Я почти не огорчаюсь из-за актерских неудач»

Интервью с актером Александром Молочниковым

Grazia
Развлекаемся на карантине: 4 настольные игры для всей семьи Развлекаемся на карантине: 4 настольные игры для всей семьи

Какие настольные игры стоит попробовать на карантине?

CHIP
Свой-чужой: кто живет в нашем организме, и зачем они нам нужны Свой-чужой: кто живет в нашем организме, и зачем они нам нужны

Бактерии — наши друзья, во всяком случае, большинство из них

Популярная механика
Максимум возможностей, минимум ресурсов: как чему-то научиться на карантине Максимум возможностей, минимум ресурсов: как чему-то научиться на карантине

«Отличное время — карантин! — несколько недель назад бодрились оптимисты

Psychologies
17 самых несчастных комиков и юмористов 17 самых несчастных комиков и юмористов

Почему самым веселым людям в мире так не везет?

Maxim
Русская культура заговора: Враги Путина Русская культура заговора: Враги Путина

Как в России зарождались конспирологические теории в книге Ильи Яблокова

СНОБ
Безрассадные томаты Безрассадные томаты

Как выращивать томаты без рассады?

Наука и жизнь
Комета Борисова оказалась богата замороженной окисью углерода Комета Борисова оказалась богата замороженной окисью углерода

Это говорит о составе протопланетного диска, где она образовалась

N+1
Открыть в приложении