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

Динамически меняющая внешность маска поможет обмануть систему распознавания лиц Динамически меняющая внешность маска поможет обмануть систему распознавания лиц

Инженеры создали маску, способную изменять форму лица и цвет кожи

N+1
«Народ смел полки»: какой бизнес стоить открывать во время пандемии «Народ смел полки»: какой бизнес стоить открывать во время пандемии

Forbes рассказывает истории трех компаний, взлетевших благодаря карантину

Forbes
Первоначально Юпитер был в 2 раза больше, чем сегодня Первоначально Юпитер был в 2 раза больше, чем сегодня

Магнитное поле юного Юпитера было в 50 раз больше, чем сейчас

ТехИнсайдер
Как пережить онлайн-обучение своего ребенка и не сойти с ума Как пережить онлайн-обучение своего ребенка и не сойти с ума

Как вести себя родителям, которые оказались заперты дома с детьми

Psychologies
10 вещей, которые нужно успеть сделать для пожилых родителей 10 вещей, которые нужно успеть сделать для пожилых родителей

Список бесценных вещей, которые вы можете сделать для ваших родителей

Maxim
Апотропеи, персоны, горгонейоны Апотропеи, персоны, горгонейоны

Какие маски были в античности и от чего они защищали

N+1
12 старых вещей, которые нельзя выбрасывать 12 старых вещей, которые нельзя выбрасывать

Не выбрасывайте эти вещи — они вам еще пригодятся

Cosmopolitan
«Время работает на тебя»: Хавьер Бардем об актерской зрелости, честных эмоциях и долгих разлуках с Пенелопой Крус «Время работает на тебя»: Хавьер Бардем об актерской зрелости, честных эмоциях и долгих разлуках с Пенелопой Крус

Интервью с Хавьером Бардемом о силе жизненного опыта и актерской зрелости

Forbes
Netflix по-русски: как развиваются стриминговые сервисы в России Netflix по-русски: как развиваются стриминговые сервисы в России

Специфика появления и развития отечественных стриминговых сервисов

РБК
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
За что мы любим бренд Lanvin За что мы любим бренд Lanvin

Почему Lanvin и его новый креативный директор заслуживают внимания

РБК
Салон на дому Салон на дому

Сухая кожа, неровный тон лица и тусклые волосы – последствия самоизоляции

Здоровье
«Попался экспортный вариант». Как в СССР покупали автомобили «Попался экспортный вариант». Как в СССР покупали автомобили

Интересные факты о трудностях советских автомобилистов

РБК
Око за око Око за око

За что брат Елены Батуриной требует с нее 13 млрд рублей

Forbes
Адам Хиггинботам: Чернобыль: История катастрофы Адам Хиггинботам: Чернобыль: История катастрофы

Одна из глав книги журналиста Адама Хиггинботама «Чернобыль: История катастрофы»

СНОБ
В Голливуд из глубинки! Как выглядели русские модели до того, как прославились В Голливуд из глубинки! Как выглядели русские модели до того, как прославились

Как выглядели "наши" топ-модели до того, как добились успеха на западе

Cosmopolitan
Платёж одной строкой: предприниматель из России создал для европейцев альтернативу банкам — переводы в мессенджерах Платёж одной строкой: предприниматель из России создал для европейцев альтернативу банкам — переводы в мессенджерах

Эллиот Гойхман и его проект Zelf

VC.RU
Не удалось спасти брак, но не жалею, что так долго пыталась Не удалось спасти брак, но не жалею, что так долго пыталась

Люди, пережившие развод, часто сожалеют о том, что долго тянули с решением

Psychologies
Ученые создали квантовые точки, расстреляв графен потоком ионов Ученые создали квантовые точки, расстреляв графен потоком ионов

Графеновые островки (квантовые точки) сверхмалого размера

Популярная механика
Метаанализ насчитал 10,6 процента левшей Метаанализ насчитал 10,6 процента левшей

Сколько среди людей левшей?

N+1
Клиенты вынесли из Сбербанка $1,5 млрд за месяц Клиенты вынесли из Сбербанка $1,5 млрд за месяц

Валютные вклады населения в Сбербанке в пересчете на доллары сократились

Forbes
Прощание с кэшбэками и бонусами: как банки ответили на сокращение комиссий в интернете Прощание с кэшбэками и бонусами: как банки ответили на сокращение комиссий в интернете

Как банки в России будут отвечать на сокращение эквайринговых комиссий до 1%

Forbes
«Стояли на Lada, теперь — на Camry». 5 схем мошенников «Стояли на Lada, теперь — на Camry». 5 схем мошенников

Мошенники придумали новые способы, как выманить деньги у водителей

РБК
Круговая осада. Четыре экстренные задачи правительства Мишустина Круговая осада. Четыре экстренные задачи правительства Мишустина

Последствиями пандемии могут стать безработица, банкротства и экономический спад

Forbes
10 признаков того, что вы едите слишком мало углеводов 10 признаков того, что вы едите слишком мало углеводов

Худшее, что можно сделать для своего здоровья, — отказаться от углеводов

Cosmopolitan
Убийца, который ходит сам по себе: самые опасные породы кошек Убийца, который ходит сам по себе: самые опасные породы кошек

Далеко не все породы кошек могут быть безопасны для своих хозяев

Популярная механика
Как ты там, Марио? Как ты там, Марио?

Плохое может вдруг обернуться хорошим и – наоборот

Лиза
Наука объяснила, почему ты чувствуешь усталость после видеоконференций Наука объяснила, почему ты чувствуешь усталость после видеоконференций

се мы сейчас испытываем стресс от перехода на онлайн-общение

Maxim
В России нашли способ улучшить приживаемость имплантантов В России нашли способ улучшить приживаемость имплантантов

Ученые нашли способ повысить эффективность приживаемости полимерных имплантатов

Популярная механика
Перестройка XXI века Перестройка XXI века

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

РБК
Открыть в приложении