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

Жители двух европейских поселений начали выращивать просо около 1300 года до нашей эры Жители двух европейских поселений начали выращивать просо около 1300 года до нашей эры

Когда просо начали культивировать на территории современной Центральной Германии

N+1
«Я тупею, понимаешь?» Как восстановить карьеру после многолетнего декрета «Я тупею, понимаешь?» Как восстановить карьеру после многолетнего декрета

Как восстановить рабочие навыки после декрета и соблюсти семейный баланс

Forbes
Астрономы увидели прорыв ударной волны сверхновой сквозь плотное околозвездное вещество Астрономы увидели прорыв ударной волны сверхновой сквозь плотное околозвездное вещество

Ученые проследили ударную волну сверхновой сквозь плотное околозвездное вещество

N+1
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
Разговоры о яйцах: какие лучше — C0, C1 или C2? Разговоры о яйцах: какие лучше — C0, C1 или C2?

Что означают буквы и цифры на яйцах? Как правильно яйца хранить?

ТехИнсайдер
«Успех — это то, что ты сам знаешь о себе». Карьерные советы зампреда правления банка «Открытие» «Успех — это то, что ты сам знаешь о себе». Карьерные советы зампреда правления банка «Открытие»

Надия Черкасова: «Получайте знания, не откладывайте работу на потом»

Forbes
Все они одинаковые Все они одинаковые

Раз за разом ты создаешь отношения, которые обречены на провал

Cosmopolitan
Заплатка с искусственными клетками восстановила сердце после инфаркта Заплатка с искусственными клетками восстановила сердце после инфаркта

Накладка способствует восстановлению тканей и улучшению работы сердца

N+1
Ударим субсидиями по мораторию Ударим субсидиями по мораторию

Государство анонсировало масштабную программу поддержки жилищного строительства

Эксперт
8 ранних симптомов рака груди, которым часто не придают значения 8 ранних симптомов рака груди, которым часто не придают значения

Эти симптомы важно знать каждой, чтобы вовремя обнаружить рак молочной железы

Cosmopolitan
«Мама Вера» из «Девчат» и её сложная любовь с режиссером Ростоцким «Мама Вера» из «Девчат» и её сложная любовь с режиссером Ростоцким

Актриса, которая запомнилась советскому зрителю как героиня из фильма «Девчата»

Cosmopolitan
Предсказания не услышали. Но они — сбылись… Предсказания не услышали. Но они — сбылись…

Нынешняя пандемия была спрогнозирована десять лет назад

Огонёк
«Полный хаос». Автор «И повсюду тлеют пожары» Селеста Инг — об эпидемии и сериале с Риз Уизерспун «Полный хаос». Автор «И повсюду тлеют пожары» Селеста Инг — об эпидемии и сериале с Риз Уизерспун

Писательница Селеста Инг об экранизации своей книги и дебюте в кино

Forbes
Учитывающая приливные силы модель поможет найти океаны на экзолунах Учитывающая приливные силы модель поможет найти океаны на экзолунах

Астрономы предложили новую модель существования океана на экзолунах

N+1
Улыбайтесь, вы на работе. Сможет ли удаленка заменить компаниям офисы Улыбайтесь, вы на работе. Сможет ли удаленка заменить компаниям офисы

Станут ли компании возвращать сотрудников в офис после окончания эпидемии

Forbes
Посидеть в своем углу: как и зачем нам нужно отдыхать от близких в условиях изоляции Посидеть в своем углу: как и зачем нам нужно отдыхать от близких в условиях изоляции

Находиться на карантине вместе с близкими — это и удовольствие, и испытание

Psychologies
Не ждать помощи от государства и смеяться раз в день: тактика выживания от Анастасии Татуловой Не ждать помощи от государства и смеяться раз в день: тактика выживания от Анастасии Татуловой

Как не поддаваться панике и продолжать бороться за свой бизнес?

Forbes
«Угандийские неудержимые»: как в Африке снимают боевики за 200 долларов «Угандийские неудержимые»: как в Африке снимают боевики за 200 долларов

Вакаливуд — киностудию из трущоб Уганды, снимающую невероятные фильмы

Maxim
Идея: Читать живопись Идея: Читать живопись

Инсталляция «Апология иммерсивной пустоты» – искусство не для всех

Maxim
Ближе к телу: как меняется мода на мужское белье и у каких марок его искать Ближе к телу: как меняется мода на мужское белье и у каких марок его искать

Что изменилось в сегменте мужского белья и где его можно купить

Esquire
Вирус заставил пчел распространять его в чужих колониях Вирус заставил пчел распространять его в чужих колониях

Заражение пчел вирусом острого паралича изменяет их социальные взаимодействия

N+1
«Мы закрыли все кинотеатры за полдня». Интервью с главой «Москино» Светланой Максимченко «Мы закрыли все кинотеатры за полдня». Интервью с главой «Москино» Светланой Максимченко

Режим самоизоляции стал причиной закрытия столичных кинотеатров

СНОБ
К чему пересматривать прошлое К чему пересматривать прошлое

Как исторический ревизионизм превращает историка в пиар-менеджера

Эксперт
Дрон над сайгаками. Как в России пытаются подсчитать степных антилоп беспилотниками Дрон над сайгаками. Как в России пытаются подсчитать степных антилоп беспилотниками

Экологи пытаются решить старые задачи с помощью беспилотных аппаратов

СНОБ
Как сервис доставки смесей для смузи с инвестициями от Серены Уильямс помогает миллениалам пережить карантин Как сервис доставки смесей для смузи с инвестициями от Серены Уильямс помогает миллениалам пережить карантин

Daily Harvest приносит прибыль с первого дня работы и оценивается в $500 млн

Forbes
Тревожная мать Тревожная мать

Увлечение материнскими форумами породили «синдром тревожной матери»

Здоровье
Петровский пассаж Петровский пассаж

Александр Петров — живой человек, который устает и злится

GQ
Море зовёт Море зовёт

Традиционный яхтенный обзор в майском номере Robb Report

Robb Report
Двойной шок: экономический кризис из-за пандемии может пойти не по тому сценарию, к которому готовятся страны Двойной шок: экономический кризис из-за пандемии может пойти не по тому сценарию, к которому готовятся страны

Этот экономический кризис, вызванный пандемией, может пойти по другому сценарию

Forbes
«Женщинам нечего совать нос». Вышло продолжение нашумевшей антиутопии «Рассказы служанки» «Женщинам нечего совать нос». Вышло продолжение нашумевшей антиутопии «Рассказы служанки»

Феминистка написала роман «Заветы» — о бесправии женщин, насилии и угнетении

Forbes
Открыть в приложении