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

Камбоджийские рыбаки поймали шесть вымирающих гигантских сомов меньше чем за неделю Камбоджийские рыбаки поймали шесть вымирающих гигантских сомов меньше чем за неделю

Рыбаки из Камбоджи менее чем за неделю поймали шесть гигантских шильбовых сомов

N+1
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
«Мамонты следующие»: Colossal Biosciences вернула к жизни вымерших 10 тысяч лет назад лютоволков «Мамонты следующие»: Colossal Biosciences вернула к жизни вымерших 10 тысяч лет назад лютоволков

Как ученым Colossal Biosciences удалось произвести на свет щенков лютоволка

VC.RU
Чувство ответственности за депрессию мамы вызывает у детей тревогу Чувство ответственности за депрессию мамы вызывает у детей тревогу

Дети часто винят себя в разводах родителей, болезнях близких и прочих проблемах

Psychologies
Это не то,что вы подумали: страпонтен, клитория, епитрахиль — слова, за которые вам не должно быть стыдно Это не то,что вы подумали: страпонтен, клитория, епитрахиль — слова, за которые вам не должно быть стыдно

О словах, за которые вам не должно быть стыдно, пусть и звучат они забавно

ТехИнсайдер
Удобрения заставили озера накопить больше углерода Удобрения заставили озера накопить больше углерода

Поступающий в озера фосфор приводит к усиленному накоплению углерода

N+1
Цивилизация Цивилизация

Они одними из первых освоили инженерию, завели армию, монархию и дипломатию

Вокруг света
«В 90-е я бы носил малиновый пиджак». Правила потребления сооснователя Skillbox Дмитрия Крутова «В 90-е я бы носил малиновый пиджак». Правила потребления сооснователя Skillbox Дмитрия Крутова

Дмитрий Крутов рассказывает, как человека могут раздавить большие деньги

Forbes
«Жилетка для слез»: как помочь подростку не утонуть в чужих проблемах «Жилетка для слез»: как помочь подростку не утонуть в чужих проблемах

Быть единственной опорой для друга нелегко

Psychologies
Синдром пустого гнезда: как отпустить детей родителям-одиночкам Синдром пустого гнезда: как отпустить детей родителям-одиночкам

Когда повзрослевшие дети покидают дом, жизнь родителей резко меняется

Psychologies
5 необычных случаев из практики Зигмунда Фрейда 5 необычных случаев из практики Зигмунда Фрейда

Зигмунд Фрейд целыми днями общался со всякими несчастными психами

Maxim
Живой? Что связывает нас с Лениным спустя 150 лет Живой? Что связывает нас с Лениным спустя 150 лет

Для современных правителей России Ленин оказывается неудобным отцом

СНОБ
С мыслями о красоте С мыслями о красоте

Интерьер в духе аутентичной английской классики

SALON-Interior
Спорт, который сильнее вируса: как спортивная индустрия переходит на онлайн-форматы Спорт, который сильнее вируса: как спортивная индустрия переходит на онлайн-форматы

Турниры по компьютерным играм продолжаются в онлайне

Forbes
Крылатые ракеты и космическая разведка: убийцы авианосцев Крылатые ракеты и космическая разведка: убийцы авианосцев

Интересный разведывательный космический комплекс, созданный в СССР

Популярная механика
Сергей Шолохов. Это было недавно... Сергей Шолохов. Это было недавно...

Закадровые истории журналиста Сергея Шолохова

Караван историй
«Лица века»: как изменились долгожители с возрастом «Лица века»: как изменились долгожители с возрастом

Проект фотографа Яна Лангера «Лица века» получил мировую известность

Cosmopolitan
Гендиректор «Шоколадницы» Олег Подгорный: После кризиса мы фактически будем начинать бизнес заново Гендиректор «Шоколадницы» Олег Подгорный: После кризиса мы фактически будем начинать бизнес заново

Проблемы крупного сетевого бизнеса в период самоизоляции

СНОБ
Добыча золота для смартфонов приводит к экологическим и гуманитарным катастрофам: как Apple пытается решить эту проблему Добыча золота для смартфонов приводит к экологическим и гуманитарным катастрофам: как Apple пытается решить эту проблему

Золото — не самый проводящий металл, но ценится в производстве

VC.RU
Как уговорить бренд первой леди США сотрудничать с вашим стартапом Как уговорить бренд первой леди США сотрудничать с вашим стартапом

Будьте настойчивы и прозрачны, и вам откроются двери компаний

Forbes
Писатель Алексей Поляринов — об инженерном подходе к книгам, пользе инстаграма и писательстве как терапии Писатель Алексей Поляринов — об инженерном подходе к книгам, пользе инстаграма и писательстве как терапии

Алексей Поляринов: как литература помогает ему справляться с нервозностью

Esquire
Как использовать QR-генератор в браузере Microsoft Edge: простые советы Как использовать QR-генератор в браузере Microsoft Edge: простые советы

Как воспользоваться QR-генератором для создания графических ссылок

CHIP
6 неожиданных подсказок по выживанию в дикой природе, которые должен знать каждый 6 неожиданных подсказок по выживанию в дикой природе, которые должен знать каждый

Знания, которые могут спасти

Playboy
В России создали нанопокрытие, защищающее от коррозии В России создали нанопокрытие, защищающее от коррозии

Создана технология, защищающая инструменты от действия коррозии, ударов и тепла

Популярная механика
Действует сестра Действует сестра

Почему Эль Фэннинг не считает свою сестру соперницей и кому она хочет подражать

Grazia
Броня крепка: лучший российский танк вступает в строй Броня крепка: лучший российский танк вступает в строй

Т-90М “Прорыв” — модернизированный основной боевой танк России

Популярная механика
Эпоха перестройки Эпоха перестройки

Перемены пугают многих. Но наши героини – девушки смелые

Cosmopolitan
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
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
Что, если бы Ан-225 “Мрия” был пассажирским: A380 на зависть Что, если бы Ан-225 “Мрия” был пассажирским: A380 на зависть

Ан-225 “Мрия” - самый большой и грузоподъемный самолет в мире

Популярная механика
Открыть в приложении