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

Австралийцы отыскали новую популяцию вымирающих беличьих кускусов Австралийцы отыскали новую популяцию вымирающих беличьих кускусов

Экологи обнаружили в Косцюшко новую популяцию беличьих кускусов

N+1
Все, что вам нужно знать о Фриде Кало Все, что вам нужно знать о Фриде Кало

Яркие свидетельства биографии художницы, которые хранит ее дом-музей в Мехико

GQ
Распространявшиеся за счет гомфотериев чилийские растения так и не оправились от их вымирания Распространявшиеся за счет гомфотериев чилийские растения так и не оправились от их вымирания

Гомфотерии регулярно поедали плоды и участвовали в распространении семян

N+1
Порознь, но вместе: как пережить изоляцию, не теряя связи с другими Порознь, но вместе: как пережить изоляцию, не теряя связи с другими

Вирус вынуждает нас изолироваться. Но человеку необходимо общение с другими

Psychologies
«Дневник невидимки»: история необычной старшеклассницы с обычными проблемами «Дневник невидимки»: история необычной старшеклассницы с обычными проблемами

Отрывок из «Дневника невидимки» — романа о том, как оставаться собой

Forbes
Русский грипп: самая странная пандемия современности Русский грипп: самая странная пандемия современности

Пандемия «красного» гриппа, охватившая мир в 1977-78 гг., остается загадкой

Популярная механика
Как готовка, уборка и ремонт помогают пережить карантин Как готовка, уборка и ремонт помогают пережить карантин

Простые домашние дела вроде уборки и готовки лечат тело и душу

Psychologies
Я знаю, что вы делали прошлым вечером... Я знаю, что вы делали прошлым вечером...

Наши читатели рассказывают, как проводят 24 часа в сутки в кругу семьи

Лиза
Купание младенцев: постарайтесь все превратить в игру Купание младенцев: постарайтесь все превратить в игру

Купание малыша – совсем не страшная процедура

Мама и малыш
Прыщи — нехватка витамина А и другие бьюти-проблемы из-за дефицита элементов Прыщи — нехватка витамина А и другие бьюти-проблемы из-за дефицита элементов

За показателями каких витаминов стоит следить и какие продукты добавить в рацион

Cosmopolitan
Среди позвоночных не нашлось более или менее опасных переносчиков вирусов Среди позвоночных не нашлось более или менее опасных переносчиков вирусов

Грызунов и летучих мышей в этом плане не стоит бояться больше остальных

N+1
Мари Кондо покажет, как правильно обустроить домашний офис (и разобраться с рабочей перепиской) Мари Кондо покажет, как правильно обустроить домашний офис (и разобраться с рабочей перепиской)

Гуру по наведению порядка дома выпустила новую книгу

GQ
Экспресс-проверки водителей на алкоголь. Как это работает Экспресс-проверки водителей на алкоголь. Как это работает

Новую схему экспресс-тестов для водителей на алкоголь и наркотики раскритиковали

РБК
Какие автомобильные стекла ждут нас в будущем? Какие автомобильные стекла ждут нас в будущем?

Пользователи смогут изменять параметры стекол с помощью сенсорного управления

Популярная механика
Выдающаяся фантастика о взлетах, падениях и развитии цивилизации Выдающаяся фантастика о взлетах, падениях и развитии цивилизации

Подборка самых интересных романов о взлетах и падениях цивилизаций будущего

Популярная механика
Основатель Suitsupply — о первом костюме, правильной цене и женской моде Основатель Suitsupply — о первом костюме, правильной цене и женской моде

Фокке де Йонг — о том, как бренду удается держать приемлемые цены

РБК
Лариса Гузеева рассказала, как ей разрешили «гулять по буфетам» Первого канала Лариса Гузеева рассказала, как ей разрешили «гулять по буфетам» Первого канала

Первый канал отмечает юбилей: 25 лет в эфире

Cosmopolitan
Правила жизни Кирстен Данст Правила жизни Кирстен Данст

Актриса, Нью-Джерси, 38 лет

Esquire
6 причин, почему ты перестал сбрасывать вес (хотя очень стараешься) 6 причин, почему ты перестал сбрасывать вес (хотя очень стараешься)

Попробуй немного скорректировать свою стратегию похудения

Playboy
Почему Меркель решила смягчить карантин в Германии Почему Меркель решила смягчить карантин в Германии

За этот успех крупнейшая экономика Европы расплачивается рецессией

Forbes
Как подключить Bluetooth наушники к компьютеру или ноутбуку Как подключить Bluetooth наушники к компьютеру или ноутбуку

Вашу любимую гарнитуру для смартфона можно подключить и к ноутбуку

CHIP
Осторожно, хрупкий груз: самый обидчивый знак зодиака - кто он? Осторожно, хрупкий груз: самый обидчивый знак зодиака - кто он?

Кому из знаков зодиака лучше даже случайно не наступать на хвост

Cosmopolitan
Как зарядиться силами с утра? Как зарядиться силами с утра?

Работа на «удаленке» влияет на уклад жизни: вы встаете позже, а сил все меньше

Psychologies
Гены гигантских вирусов могут контролировать хозяев: загадка природы Гены гигантских вирусов могут контролировать хозяев: загадка природы

Гигантские вирусы опровергают все наши представления о вирусах как о форме жизни

Популярная механика
«Противоестественно неженственные»: Оксана Акиньшина высказалась о феминистках «Противоестественно неженственные»: Оксана Акиньшина высказалась о феминистках

Оксана Акиньшина рассказала о своем отношении к движению за права женщин

Cosmopolitan
Небесная реанимация: летающая скорая помощь Атаманова Небесная реанимация: летающая скорая помощь Атаманова

О проектах российской компании Hoversurf наш журнал рассказывал не раз

Популярная механика
Тест-драйв Kia ProCeed и Skoda Octavia. Дембельский аккорд Тест-драйв Kia ProCeed и Skoda Octavia. Дембельский аккорд

Skoda Octavia третьего поколения собирается на покой и делает это на пике формы

РБК
Выживут только сбежавшие Выживут только сбежавшие

Татьяна Алешичева о сериале «Беги»

Weekend
Пять поколений парфюмеров Пять поколений парфюмеров

Пьер-Франсуа-Паскаля Герлена успеха добился сам

Караван историй
Дмитрий Прохоров: Пивоварение как искусство: между техрегламентом и творчеством Дмитрий Прохоров: Пивоварение как искусство: между техрегламентом и творчеством

Крафтовая революция раскрыла творческий потенциал пивоваров

СНОБ
Открыть в приложении