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

Неустойчивость Рэлея — Плато заставила квантовую жидкость разделиться на капли Неустойчивость Рэлея — Плато заставила квантовую жидкость разделиться на капли

Физики увидели, как квантовая жидкость разделилась на несколько отдельных капель

N+1
Угрожал разводом и поднимал руку: через что прошла Муцениеце в браке с Прилучным Угрожал разводом и поднимал руку: через что прошла Муцениеце в браке с Прилучным

Через какие сложности Агате Муцениеце с мужем пришлось пройти за годы брака

Cosmopolitan
1647-летний можжевельник из Финляндии назвали старейшим древесным растением тундры и Европы 1647-летний можжевельник из Финляндии назвали старейшим древесным растением тундры и Европы

Старейший можжевельник из Финляндии рос с 260 по 1906 год

N+1
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
Целибат сведет в могилу: почему не заниматься сексом смертельно опасно Целибат сведет в могилу: почему не заниматься сексом смертельно опасно

Наука в очередной раз доказала, что секс — это лучшее лекарство

Maxim
Хезер Моррис: Дорога из Освенцима Хезер Моррис: Дорога из Освенцима

«Сноб» публикует первую главу романа Хезер Моррис «Дорога из Освенцима»

СНОБ
По горячим следам По горячим следам

Почему остаются следы от акне или появляется пигментация

Лиза
Ученые предложили платформу для создания оптического транзистора Ученые предложили платформу для создания оптического транзистора

Ученые работают над тем, чтобы создать оптические транзисторы

Популярная механика
Не тяни резину: только самые интересные факты о презервативе Не тяни резину: только самые интересные факты о презервативе

Самые интересные факты об этом средстве контрацепции

Популярная механика
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
Сладкая жизнь: почему не стоит отказываться от сахара Сладкая жизнь: почему не стоит отказываться от сахара

Диета без сладкого может быть вредна

Cosmopolitan
Как подорожал бензин за 20 лет. Сравнение цен Как подорожал бензин за 20 лет. Сравнение цен

От 7 до 46 рублей за литр — как и почему росла стоимость бензина

РБК
С мыслями о красоте С мыслями о красоте

Интерьер в духе аутентичной английской классики

SALON-Interior
Павел Ворожцов. Служебный роман Павел Ворожцов. Служебный роман

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

Караван историй
Детективы на дом: организатор детских научных лекций из-за пандемии переключился на рассылку наборов опытов и квестов Детективы на дом: организатор детских научных лекций из-за пандемии переключился на рассылку наборов опытов и квестов

Симбиоз онлайн-квестов и офлайн-экспериментов даёт около трети оборота компании

VC.RU
Автомобилистов ждут важные изменения. В ГИБДД раскрыли детали Автомобилистов ждут важные изменения. В ГИБДД раскрыли детали

В 2021 году на каждую аварию будут оформлять электронную карточку

РБК
«Меня избил мужчина, которого я любила»: Анфиса Чехова пережила домашнее насилие «Меня избил мужчина, которого я любила»: Анфиса Чехова пережила домашнее насилие

Анфиса Чехова заявила, что знает о домашнем насилии не понаслышке

Cosmopolitan
Деревянные многоэтажки и газоны в гаражах. Почему Европа живет в эко-будущем уже сегодня Деревянные многоэтажки и газоны в гаражах. Почему Европа живет в эко-будущем уже сегодня

Как экологические тренды развиваются в других странах и что происходит в России

Forbes
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
Валентина Панина. На чемоданах Валентина Панина. На чемоданах

Валентина Панина на подмостках уже пятьдесят два года

Караван историй
Новая «Волга». Какой она могла стать в 2020 году Новая «Волга». Какой она могла стать в 2020 году

Почему легковой «Волге» не суждено было стать полноприводной и мощной

РБК
История русских топонимов: как в России давали названия улицам и городам. Фрагмент книги Сергея Никитина История русских топонимов: как в России давали названия улицам и городам. Фрагмент книги Сергея Никитина

Автор разбирает, как под влиянием исторических событий появлялись топонимы

Esquire
Нет такого слова Нет такого слова

Как пропадают из нашей жизни целые явления, а мы этого даже не замечаем

GQ
Зачем пчелы объединяются Зачем пчелы объединяются

Натуралист и биолог Тор Хэнсон знакомит читателя с удивительным миром пчел

СНОБ
Дальнозоркость и близорукость: отличие двух проблем со зрением простыми словами Дальнозоркость и близорукость: отличие двух проблем со зрением простыми словами

Чем отличается близорукость от дальнозоркости?

Playboy
#пронауку: как время приема пищи влияет на здоровье и вес #пронауку: как время приема пищи влияет на здоровье и вес

Диетологи советуют тщательно изучать состав продуктов

РБК
Спасите наши души Спасите наши души

О профессии будущего — spiritual worker

Tatler
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
«Это иллюзия, что доставка может спасти»: почему рестораны в кризис полностью останавливают работу «Это иллюзия, что доставка может спасти»: почему рестораны в кризис полностью останавливают работу

Владельцы ресторанов и других заведений рассказали, как переживают «заморозку»

VC.RU
Чудеса и аномалии великой войны Чудеса и аномалии великой войны

В 1941–1945 годах события пошли по наименее вероятному из возможных вариантов

Эксперт
Открыть в приложении