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

У бонобо нашли вокальные диалекты У бонобо нашли вокальные диалекты

Ученые сравнили вокализации бонобо из трех разных зоопарков

N+1
Исландия на будущее Исландия на будущее

Северный яхтинг давно захватил сердца любителей паруса

Robb Report
Ионный кубит заставили работать по циклу Стирлинга Ионный кубит заставили работать по циклу Стирлинга

Намеренная дефазировка увеличила КПД квантового двигателя на два процента

N+1
Длинный и одинокий: почему у всех нас растет такой волос в одном и том же месте и не опасно ли это Длинный и одинокий: почему у всех нас растет такой волос в одном и том же месте и не опасно ли это

Почему появляются одиночные волоски в неожиданных местах?

Playboy
Новое открытие в нейробиологии: ученые разобрались, как на самом деле работает память Новое открытие в нейробиологии: ученые разобрались, как на самом деле работает память

Какой процесс играет ключевую роль в том, как хранятся воспоминания?

Inc.
И корабль плывёт И корабль плывёт

Стефано де Виво о новых проектах и перспективах

Robb Report
Пустое поле. Все ли смогут вернуться в большой спорт после пандемии Пустое поле. Все ли смогут вернуться в большой спорт после пандемии

Олимпиады и Евро не будет, весь спорт уже больше месяца стоит на паузе

Forbes
13 очень необычных рулей 13 очень необычных рулей

Переосмыслить можно даже такую простейшую вещь, как руль

Maxim
«Вторая смена»: как женщин приучали к домашнему труду и отучали от саморазвития «Вторая смена»: как женщин приучали к домашнему труду и отучали от саморазвития

Наталья Абаканович выяснила, о чем писали в прошлом веке

Cosmopolitan
«Надену маску, лишь бы машину купили». Что происходит на вторичке «Надену маску, лишь бы машину купили». Что происходит на вторичке

В условиях самоизоляции автомобилисты все равно не отказываются от продажи машин

РБК
Колонка Esquire: «Мне скоро 30, а я все еще играю в The Sims» Колонка Esquire: «Мне скоро 30, а я все еще играю в The Sims»

Можно ли отказаться от виртуального мира игры The Sims в пользу реального?

Esquire
Испанские дельфины стали чаще болеть язвой желудка из-за червей-паразитов Испанские дельфины стали чаще болеть язвой желудка из-за червей-паразитов

Число случаев открытой язвы желудка у дельфинов заметно выросло

N+1
Дмитрий Чевычалов: 7 способов получить отзывы от клиентов, избежав навязчивости Дмитрий Чевычалов: 7 способов получить отзывы от клиентов, избежав навязчивости

Как получить положительные отзывы для своего бизнеса

СНОБ
Россия минус нефть. Что в итоге останется? Россия минус нефть. Что в итоге останется?

Неудачная попытка остановить обвал цен на нефть

СНОБ
«Миром уже правят алгоритмы. Но от этого неуютно» «Миром уже правят алгоритмы. Но от этого неуютно»

Математик Андрей Окуньков — самый молодой обладатель премии Филдса

Огонёк
Ход коньком Ход коньком

Интервью с самой юной российской фигуристкой, чемпионкой Алиной Загитовой

Cosmopolitan
Служение музе: Данте Алигьери и Беатриче Портинари Служение музе: Данте Алигьери и Беатриче Портинари

Муза Данте Алигьери

Cosmopolitan
Безразличные матери. Как проработать детские травмы в зрелом возрасте Безразличные матери. Как проработать детские травмы в зрелом возрасте

Отрывок из книги «Безразличные матери. Исцеление от ран родительской нелюбви»

Forbes
Растения предотвратили дисбиоз в своих листьях Растения предотвратили дисбиоз в своих листьях

У растений существует иммунный механизм защиты от протеобактерий

N+1
Что на самом деле случилось 18 апреля 1930 года Что на самом деле случилось 18 апреля 1930 года

Новости «дня без новостей»

Weekend
У них есть брат и сестра! Всё о родственниках принцев Гарри и Уильяма У них есть брат и сестра! Всё о родственниках принцев Гарри и Уильяма

Есть темы, на которые Виндзоры говорят неохотно

Cosmopolitan
Звезда родилась Звезда родилась

Тима Белорусских и его продюсер о том, как становятся популярными музыкантами

Cosmopolitan
Метеориты выдали несколько изолированных резервуаров воды в мантии Марса Метеориты выдали несколько изолированных резервуаров воды в мантии Марса

Формирование Марса не сопровождалось активным перемешиванием мантии

N+1
Правила жизни Джека Николсона Правила жизни Джека Николсона

Актер, Нью-Йорк, 83 года

Esquire
7 фактов о фильме «Эйс Вентура», которые раскопала наша ищейка 7 фактов о фильме «Эйс Вентура», которые раскопала наша ищейка

Что вы не знали или боялись спросить о фильме «Эйс Вентура»

Maxim
Диванный эксперт Диванный эксперт

Худейте, лёжа на диване

Худеем правильно
Какая древность! Какая древность!

Планируем маршрут по древнейшим городам страны

Лиза
Русские станут немножко китайцами. Как и когда страна будет выходить из карантина Русские станут немножко китайцами. Как и когда страна будет выходить из карантина

Каким станет этот «выход из самоизоляции» в нашей стране

СНОБ
Арендаторам подарили отсрочку платежей Арендаторам подарили отсрочку платежей

Госдума приняла закон об отсрочке платежей для коммерческой недвижимости

Эксперт
5 российских онлайн-галерей, которые помогут вам полюбить искусство 5 российских онлайн-галерей, которые помогут вам полюбить искусство

Как утолить свою жажду по музеям, не выходя из дома

GQ
Открыть в приложении