Открыт новый метод преобразования тепла напрямую в электрический ток. Дата: 26.07.2011 Раздел: Прочее (экзотика)
Нельзя сказать, чтобы данный метод был абсолютно неизвестен ранее, но с открытием новых материалов он становится практически реализуемым, и позволяет получить простые установки для прямого преобразования тепла в электрический ток.
Исследователи из университета Миннесоты испытали новый материал, конвертирующий слабое рассеянное тепло в электрический ток способом, который никогда прежде не демонстрировался. (Добавим, в наукообразных источниках. А вообще, подобные модельки, где используется переход материала через точку Кюри при его нагревании и получение за счет этого механического движения от тепла, известны давно и испытаны даже в школьных опытах. Прим.ред.)
Учёные из США разработали экзотический сплав-мультиферроик, сочетающий необычайно "эластичные" магнитные и сегнетоэлектрические свойства. Физики сумели совместить на атомарном уровне ряд элементов так, что получился состав с упрощённой формулой Ni45Co5Mn40Sn10. В серии опытов он проявил очень интересные особенности.
В эксперименте сплав испытывал быстрые и обратимые фазовые превращения, в которых одно твёрдое тело словно сменялось другим по строению, но тоже твёрдым телом. В момент самого перехода сплав претерпевал резкое изменение магнитных свойств, которое было использовано в устройстве преобразования энергии, ScienceDaily.
Во время демонстрации установки новый материал сначала пребывал в немагнитном состоянии, представляя по структуре мартенсит. Но когда температура незначительно повысилась, материал вдруг стал сильно ферромагнитным, обратившись при этом в аустенит.
Когда это произошло, сплав поглотил тепло и спонтанно обратил его в электричество при посредничестве окружающей деталь катушки.
Рис.1. Схема и реальная установка для демонстрации эффекта. Обозначения на рисунке C - катушка, R - источник тепла, S - шайба из нового материала, M - постоянный магнит с указанным направлением намагничивания, T - термодатчик, V - вольтметр.
Некоторая доля тепловой энергии в таком цикле, конечно, теряется из-за гистерезиса. Главное открытие команды – это способ минимизации этих потерь на гистерезис при фазовом превращении внутри вещества.
Подробности данной разработки можно найти в статье .
Учёные вовсю расписывают открывающиеся перспективы нового материала: "Согласно теории, при оптимальных условиях производительность (нового метода конверсии) получается выше, чем в случае с лучшими образцами материалов для термогенераторов".
Рис.2. Авторы разработки демонстрируют свою установку (слева направо): Ричард Джеймс (Richard James), Иньтао Сун (Yintao Song), Канвал Бхатти (Kanwal Bhatti) и Виджай Шривастава (Vijay Srivastava) (фото University of Minnesota).
Из-за малого гистерезиса сплава перспективным направлением использования этого материала представляется преобразование энергии при малых перепадах температур. Это дает возможность использовать огромные количества рассеянной тепловой энергии.
(Детали эксперимента можно найти в университета и в Advanced Energy Materials.)
