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

«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
Три способа купить счастье — за деньги и без Три способа купить счастье — за деньги и без

Как правильно распорядиться деньгами, чтобы почувствовать себя лучше?

Psychologies
Наиболее сохранившиеся животные ледникового периода Наиболее сохранившиеся животные ледникового периода

Эти доисторические животные дают возможность заглянуть в прошлое

ТехИнсайдер
7 самых интересных фильмов, снятых по видеоиграм 7 самых интересных фильмов, снятых по видеоиграм

Звездные актерские составы, эффектные трюки, юмор и отличные саундтреки

РБК
Топ-5 самых неочевидных способов обмана при продаже авто Топ-5 самых неочевидных способов обмана при продаже авто

На что стоит обращать внимание неопытным водителям при покупке авто?

Maxim
История одной песни: «Stayin' Alive» трио Bee Gees История одной песни: «Stayin' Alive» трио Bee Gees

Хит, который дал старт моде на песни про выживание. А также стал символом диско

Maxim
8 продуктов, которые очень полезны для здоровья сердца 8 продуктов, которые очень полезны для здоровья сердца

Со временем сердце изнашивается — эти продукты поддержат его в трудную минуту

Cosmopolitan
Кресло, которое мне помогает Кресло, которое мне помогает

Откладывая визит к гинекологу, мы ссылаемся на занятость, но в ней ли одной дело

Psychologies
Управляемая зарядом 3D-печать помогла создать тактильный сенсор Управляемая зарядом 3D-печать помогла создать тактильный сенсор

Она основана на притягивании противоположных зарядов

N+1
Сердце железной дороги: как обеспечивают безопасность движения Сердце железной дороги: как обеспечивают безопасность движения

Жизнь Москвы и Московской области невозможно представить без железных дорог

Популярная механика
«Мы ждем угонов». Где лучше не парковаться на самоизоляции «Мы ждем угонов». Где лучше не парковаться на самоизоляции

Рост курса доллара, безработица и самоизоляция — как это влияет на угоны

РБК
Мэттью Уильямс рассказал, как работает в период пандемии Мэттью Уильямс рассказал, как работает в период пандемии

Основателю 1017 Alyx 9SM приходится непросто, но он рад, что планета очищается

GQ
5 знаменитых фокусов Гарри Гудини, секрет которых удалось раскрыть 5 знаменитых фокусов Гарри Гудини, секрет которых удалось раскрыть

Вот что профессор Воланд называл «сеанс черной магии с разоблачением!»

Maxim
Диванный эксперт Диванный эксперт

Худейте, лёжа на диване

Худеем правильно
Как создать личный бренд: 5 шагов Как создать личный бренд: 5 шагов

Разбираемся, почему на пути к бизнесу важно ответить на вопрос «Кто ты?»

РБК
Реакция на запахи предсказала выход из вегетативного состояния Реакция на запахи предсказала выход из вегетативного состояния

Также удалось предсказать выживаемость пациентов с нарушениями сознания

N+1
10 фактов о первом фильме бондианы «Доктор Ноу» 10 фактов о первом фильме бондианы «Доктор Ноу»

«Доктор Ноу» — недорогой шпионский триллер, который внезапно порвал все шаблоны

Maxim
Лучшие песни про апокалипсис и конец света (плейлист) Лучшие песни про апокалипсис и конец света (плейлист)

Написание песен про окончательный конец всегда было особенным видом искусства

Maxim
Суборбитальный телескоп разглядел тонкие нити плазмы в корональных петлях Солнца Суборбитальный телескоп разглядел тонкие нити плазмы в корональных петлях Солнца

Изображения с высоким разрешением сделал суборбитальный телескоп NASA Hi-C

N+1
Назад к пустым прилавкам: чем опасна инициатива «Единой России» ввести госрегулирование цен Назад к пустым прилавкам: чем опасна инициатива «Единой России» ввести госрегулирование цен

Депутаты «Единой России» предложили ввести госрегулирование цен на продукты

Forbes
Чисто по-женски Чисто по-женски

Отвечаем на самые распространенные вопросы, которые волнуют всех женщин

Лиза
«Лица века»: как изменились долгожители с возрастом «Лица века»: как изменились долгожители с возрастом

Проект фотографа Яна Лангера «Лица века» получил мировую известность

Cosmopolitan
«Агенты перемен». Как Cartier Women's Initiative объединяет женщин, которые способны изменить мир «Агенты перемен». Как Cartier Women's Initiative объединяет женщин, которые способны изменить мир

Уинджи Сампайо о том, что объединяет лучших предпринимательниц со всего света

Forbes
Вошли во вкус Вошли во вкус

После распада СССР в страну хлынули импортные снеки и напитки

Лиза
По стаканчику По стаканчику

Выводим распространенные мифы о воде на чистую воду

Лиза
Российские ученые исследуют уникальную крымскую пещеру Российские ученые исследуют уникальную крымскую пещеру

Пещера Таврида уникальна своим происхождением

Популярная механика
Экологика Экологика

Знакомьтесь: самые ответственные российские марки

Vogue
Тучи апокалипсиса: почему мировое виноделие находится на пороге кризиса Тучи апокалипсиса: почему мировое виноделие находится на пороге кризиса

В мировом виноделии складывается апокалиптическая картина

Forbes
Японцы нашли аэробные бактерии в глинистых трещинах под дном океана Японцы нашли аэробные бактерии в глинистых трещинах под дном океана

Плотность этих бактерий сравнима с плотностью бактерий в человеческом кишечнике

N+1
Zivert, Шарлот, ФРЕНДЗОНА: 10 самых перспективных музыкантов России до 30 лет Zivert, Шарлот, ФРЕНДЗОНА: 10 самых перспективных музыкантов России до 30 лет

Рэперы, панки, поп- и электронные музыканты: рейтинг Forbes

Forbes
Открыть в приложении