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

Повреждения на 30-тысячелетних зубах кроманьонцев объяснили пирсингом Повреждения на 30-тысячелетних зубах кроманьонцев объяснили пирсингом

Антрополог проанализировал повреждения на зубах древних людей

N+1
Катафалк с пушкой: история необычной советской самоходки КСП-76 Катафалк с пушкой: история необычной советской самоходки КСП-76

Полное имя: Колесная Самоходная Пушка калибра 76 мм.

Maxim
«Происхождение вкусов: Как любовь к еде сделала нас людьми» «Происхождение вкусов: Как любовь к еде сделала нас людьми»

Как мозг запоминает и классифицирует запахи

N+1
Тень жизни: гипотезы о происхождении вирусов Тень жизни: гипотезы о происхождении вирусов

Что было первым – вирусы, или клетки, на которых они паразитируют?

Популярная механика
Совет от ученых, как есть достаточно белка, если отказаться от яиц Совет от ученых, как есть достаточно белка, если отказаться от яиц

Какие альтернативные варианты белка стоит добавить в свой рацион?

ТехИнсайдер
Жизнь для себя Жизнь для себя

Всё больше людей предпочитают жить в одиночестве

Здоровье
Павел Ворожцов. Служебный роман Павел Ворожцов. Служебный роман

Как Павел Ворожцов понял, что стоит научиться держать себя в руках

Караван историй
Освободитель Праги: история танкиста Павла Кулешова Освободитель Праги: история танкиста Павла Кулешова

В 1941-м Кулешов подал документы в инженерно-техническое автомобильное училище

Популярная механика
С места — в курьеры С места — в курьеры

Служба доставки получила мощный толчок к развитию

Огонёк
Всё опять вернётся Всё опять вернётся

Жизнь в Пуэрто-Рико вошла в привычное русло после урагана

Robb Report
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
Самый стойкий знак зодиака - кто он? Самый стойкий знак зодиака - кто он?

На кого из знаков зодиака можно опереться в это непростое время?

Cosmopolitan
«Май будет еще хуже»: как выживают в кризис продавцы роскоши в России «Май будет еще хуже»: как выживают в кризис продавцы роскоши в России

Как себя чувствует премиальный ретейл в период пандемии и кризиса

Forbes
Слишком светло: найдена причина раннего старения горожанок Слишком светло: найдена причина раннего старения горожанок

Из-за искусственного освещения наш организм стареет в несколько раз быстрее

Cosmopolitan
Красивый дьявол на улицах Нью-Йорка: почему «Американский психопат» Эллиса — на самом деле комедия Красивый дьявол на улицах Нью-Йорка: почему «Американский психопат» Эллиса — на самом деле комедия

Почему «Американский психопат» Брета Истона Эллиса — лучшая сатира XX века

Esquire
Химики побили рекорд по ионной проводимости лития для структур аргиродита Химики побили рекорд по ионной проводимости лития для структур аргиродита

Полученный материал успешно испытали в качестве твердого электролита

N+1
Самоизоляция – прекрасная пора для большой литературы Самоизоляция – прекрасная пора для большой литературы

«Евгений Онегин», «Рудин» и другие произведения, которыми мы обязаны пандемии

GQ
Тренировка каннабиноидами повысила чувствительность к кокаину у крыс-подростков Тренировка каннабиноидами повысила чувствительность к кокаину у крыс-подростков

Такой опыт приводит к масштабным биохимическим изменениям в мозге

N+1
Хирургия мирового уровня на голодном пайке Хирургия мирового уровня на голодном пайке

Отрывок из книги «Записки кардиохирурга: О сердце, работе и жизни»

СНОБ
Мотоцикл BMW R18 – баварская ностальгия на экспорт Мотоцикл BMW R18 – баварская ностальгия на экспорт

Немцы очень хотят покорить американский рынок, но пока вряд ли преуспеют в этом

GQ
Руками и ногами: как работали автомобильные навороты прошлого Руками и ногами: как работали автомобильные навороты прошлого

Вопрос на засыпку: когда появился первый автомобильный навигатор

Популярная механика
Восемь мифов о «восьмерке» Восемь мифов о «восьмерке»

А ты знаешь что такое короткое и длинное крыло?

Maxim
Гид по бритью головы под ноль (даже в этом деле не все так просто) Гид по бритью головы под ноль (даже в этом деле не все так просто)

Как появилась традиция избавляться от всех волос на голове?

GQ
Вечный двигатель: чем советский внедорожник покорил весь мир Вечный двигатель: чем советский внедорожник покорил весь мир

Чем так уникален и интересен советский внедорожник из 1970-х

Популярная механика
Какой была Европа XVI века глазами Мишеля де Монтеня? Впервые на русском выходят дневники французского писателя — публикуем фрагмент Какой была Европа XVI века глазами Мишеля де Монтеня? Впервые на русском выходят дневники французского писателя — публикуем фрагмент

Монтень описывает Рим, видит посла московитов и посещает ватиканскую библиотеку

Esquire
Прагматики не взрослеют Прагматики не взрослеют

Откуда у молодежи деньги берутся?

Огонёк
«Жизнь начнет нормализовываться через два месяца»: глава Тинькофф Банка о кризисе и работе без Олега Тинькова «Жизнь начнет нормализовываться через два месяца»: глава Тинькофф Банка о кризисе и работе без Олега Тинькова

Оливер Хьюз - об уходе Олега Тинькова из совета директоров и кризисе экономики

Forbes
Запертые: как не дать карантину разрушить ваши отношения Запертые: как не дать карантину разрушить ваши отношения

Рассказываем, как не убить друг друга на карантине и сохранить отношения

Cosmopolitan
10 советских актрис с нестандартной внешностью 10 советских актрис с нестандартной внешностью

Они не соответствовали канонам красоты своего времени

Cosmopolitan
Что делать, если у тебя кривой половой член? Причины и способы решения проблемы Что делать, если у тебя кривой половой член? Причины и способы решения проблемы

Возможно ли выпрямить член? А, главное, нужно ли?

Playboy
Открыть в приложении