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

Роботы Figure научились сообща сортировать предметы Роботы Figure научились сообща сортировать предметы

Компания Figure разработала универсальный алгоритм управления роботами

N+1
Охотник за пузырями: сможет ли легендарный инвестор Масаеси Сон найти «новую Alibaba» в эпоху пандемии Охотник за пузырями: сможет ли легендарный инвестор Масаеси Сон найти «новую Alibaba» в эпоху пандемии

Главное правило владельца SoftBank Масаеси Сона — терпение

Forbes
«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
Челку делать будем? Челку делать будем?

Чтобы собака выглядела опрятной и ухоженной, можно обойтись и без мастера

Лиза
7 законов психологии, которые изменят твою жизнь: что о них нужно знать и как ими пользоваться 7 законов психологии, которые изменят твою жизнь: что о них нужно знать и как ими пользоваться

Что такое законы психологии и как правильно их применять

VOICE
«Это звоночек — стань эффективнее» «Это звоночек — стань эффективнее»

Как малому и среднему бизнесу оперативно встать на рельсы цифровизации

РБК
Что забыли динозавры в глубоких пещерах: тайны прошлого Что забыли динозавры в глубоких пещерах: тайны прошлого

В нескольких глубоких пещерах Франции были найдены следы динозавров

Популярная механика
Третий после Alibaba и JD: китайский магазин Pinduoduo вырос вдвое за год благодаря группам охотников за экономией Третий после Alibaba и JD: китайский магазин Pinduoduo вырос вдвое за год благодаря группам охотников за экономией

Как устроен магазин с полумиллиардом клиентов

VC.RU
10 самых перспективных российских предпринимателей моложе 30 лет 10 самых перспективных российских предпринимателей моложе 30 лет

Номинанты в рейтинг самых перспективных россиян до 30 лет

Forbes
Отрывок из книги «Нормальные люди» Салли Руни, которая станет знаковой для миллениалов Отрывок из книги «Нормальные люди» Салли Руни, которая станет знаковой для миллениалов

Фрагмент роман «Нормальные люди» ирландки Салли Руни

Esquire
Что посмотреть: 11 исторически точных фильмов о болезнях Что посмотреть: 11 исторически точных фильмов о болезнях

Персонажи этих фильмов страдают от самых разных болезней: от скарлатины до СПИДа

Cosmopolitan
Выйти на воздух Выйти на воздух

Фитнес на улице – это самое модное увлечение тёплого сезона

Здоровье
Не надо стесняться Не надо стесняться

Кто они? Активистки движения «акне-позитив». Чего они хотят?

Glamour
Уильям Джеремия из группы Kadebostany создал целое государство, а Бейонсе даже не сказала ему спасибо Уильям Джеремия из группы Kadebostany создал целое государство, а Бейонсе даже не сказала ему спасибо

Уильям Джеремия о диктатуре, изображениях президента и группе Kazka

GQ
Страна троечников. Как избавиться от вечной нехватки денег и обрести финансовую свободу Страна троечников. Как избавиться от вечной нехватки денег и обрести финансовую свободу

Отрывок из книги «Деньги делают деньги» с реальными примерами и рекомендациями

Forbes
Еще 7 хороших детективных сериалов, которые ты мог пропустить Еще 7 хороших детективных сериалов, которые ты мог пропустить

Хорошая компания для самоизоляции

Maxim
Защищают ли медицинские маски на самом деле: исследование ученых Защищают ли медицинские маски на самом деле: исследование ученых

Стоит ли носить маску или лучше кашлять в сгиб локтя, как советует ВОЗ

CHIP
Прикованные к земле: вторая жизнь самолетов и вертолетов Прикованные к земле: вторая жизнь самолетов и вертолетов

Самые интересные самолеты и вертолеты, вышедшие на пенсию

Популярная механика
Максимум возможностей, минимум ресурсов: как чему-то научиться на карантине Максимум возможностей, минимум ресурсов: как чему-то научиться на карантине

«Отличное время — карантин! — несколько недель назад бодрились оптимисты

Psychologies
Одна вокруг света: поставить кругосветку на паузу и вспомнить о прошлых приключениях Одна вокруг света: поставить кругосветку на паузу и вспомнить о прошлых приключениях

67-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Как ты себя чувствуешь Как ты себя чувствуешь

Как понять свое тело и разрешить себе получать удовольствие

Cosmopolitan
История в машинах: чем запомнился 1999 год История в машинах: чем запомнился 1999 год

Каким был конец 1990-х в автомобильном мире?

РБК
Здравый смысл: как полюбить ЗОЖ Здравый смысл: как полюбить ЗОЖ

На самом деле, скорее всего, ты уже любишь ЗОЖ, просто пока не знаешь об этом

Cosmopolitan
Что осталось от малого бизнеса в Ухане после карантина Что осталось от малого бизнеса в Ухане после карантина

После снятия карантина в Ухане открыться смогли только треть малых предприятий

Forbes
Перестройка XXI века Перестройка XXI века

Михаил Насибулин — о стимулах и барьерах на пути развития цифровых технологий

РБК
Нейроны гипоталамуса заставили мышей есть больше жирной пищи Нейроны гипоталамуса заставили мышей есть больше жирной пищи

Нейроны дугообразного ядра гипоталамуса влияют на пищевое поведение

N+1
Как правильно париться в бане с веником: подробное руководство Как правильно париться в бане с веником: подробное руководство

Баня — один из лучших способов привести себя в чувство

Playboy
Нужен ли вам персональный стилист Нужен ли вам персональный стилист

В каком случае необходимо обратиться к специалисту по стилю?

GQ
Нефти ничто не поможет: куда заведет экономику падение цен на углеводороды Нефти ничто не поможет: куда заведет экономику падение цен на углеводороды

Цены на нефть в обозримой перспективе останутся низкими

Forbes
Куда пропали Елена Корикова, Ирина Апексимова и другие звезды нулевых Куда пропали Елена Корикова, Ирина Апексимова и другие звезды нулевых

Рассказываем, как сложились судьбы актрис, которые пропали с экранов

Cosmopolitan
Открыть в приложении