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

Тысячи сомиков-шмелей вскарабкались по водопадам Тысячи сомиков-шмелей вскарабкались по водопадам

Почему южноамериканские сомики-шмели необычно ведут себя у водопадов

N+1
Звезда будет Звезда будет

Астрономы обнаружили звезду, которая слишком близко подлетела к черной дыре

Популярная механика
Телескоп Chandra показал, что творится внутри звезды перед ее гибельным взрывом Телескоп Chandra показал, что творится внутри звезды перед ее гибельным взрывом

Драма за часы до взрыва звезды

ТехИнсайдер
Как связывать девушку веревкой: подробный гайд для новичков Как связывать девушку веревкой: подробный гайд для новичков

Готов к горячим экспериментам?

Playboy
Как правильно ласкать женскую грудь: правила, ошибки и 6 советов девушек Как правильно ласкать женскую грудь: правила, ошибки и 6 советов девушек

Как правильно ласкать грудь девушки?

Playboy
Законы привлекательности: что притягивает нас друг к другу? Законы привлекательности: что притягивает нас друг к другу?

Можем ли мы заставить кого-то в нас влюбиться?

Psychologies
Последний аргумент: мощнейшая в мире пушка и ее апдейт Последний аргумент: мощнейшая в мире пушка и ее апдейт

Самоходка 2С7 прошла ряд апдейтов и даже не думает о пенсии

Популярная механика
Одна моложе другой. Все жены Геннадия Ветрова Одна моложе другой. Все жены Геннадия Ветрова

Известный комик никак не может выбрать одну единственную

Cosmopolitan
Потеря $225 млн из-за неверно нажатой кнопки и другие случайности, которые повлияли на цену акций разных компаний Потеря $225 млн из-за неверно нажатой кнопки и другие случайности, которые повлияли на цену акций разных компаний

Инвесторы не всегда руководствуются только здравым смыслом

VC.RU
Как реагируют на обратную связь люди разных полов Как реагируют на обратную связь люди разных полов

Эффективная работа компании невозможна без обратной связи сотрудников

СНОБ
«Нужно просто быть любопытным». Директор ярмарки Cosmoscow о том, как бросила работу в банке ради современного искусства «Нужно просто быть любопытным». Директор ярмарки Cosmoscow о том, как бросила работу в банке ради современного искусства

Что нам хотят донести молодые художники и как начать разбираться в их творчестве

Forbes
На колесах. Как журналистка запустила производство самых легких инвалидных колясок и велосипедов На колесах. Как журналистка запустила производство самых легких инвалидных колясок и велосипедов

Компания Kinesis производит эргономичные коляски из карбона и алюминия

Forbes
Как решать юридические задачи, не выходя из дома во время карантина Как решать юридические задачи, не выходя из дома во время карантина

В каких случаях можно вернуть товар, как это сделать, не выходя из дома

Playboy
Подросток рвется на улицу: что делать родителям? Подросток рвется на улицу: что делать родителям?

Некоторые подростки рвутся на улицу — назло изоляции и вопреки запретам

Psychologies
Автомобилистов ждут важные изменения. В ГИБДД раскрыли детали Автомобилистов ждут важные изменения. В ГИБДД раскрыли детали

В 2021 году на каждую аварию будут оформлять электронную карточку

РБК
Эффект 14 популярных диет не продержался больше года Эффект 14 популярных диет не продержался больше года

Какая из существующих диет эффективнее всего?

N+1
Renault Duster, Suzuki Jimny, UAZ Patriot: кто кого? Renault Duster, Suzuki Jimny, UAZ Patriot: кто кого?

Есть мнение, что настоящие внедорожники больше не нужны

РБК
Сценарий Людмилы Улицкой «Чума» по мотивам событий 1939 года в Москве Сценарий Людмилы Улицкой «Чума» по мотивам событий 1939 года в Москве

Отрывок из киносценария «Чума» Людмилы Улицкой

СНОБ
Рентгеновские лучи из космоса, возможно, долгие годы «врали» ученым Рентгеновские лучи из космоса, возможно, долгие годы «врали» ученым

В рентгеновских спектрах космических объектов могут присутствовать новые линии

Популярная механика
Мира, труд, май Мира, труд, май

Как Мирослава Дума с единомышленниками создали модный бренд будущего

Vogue
Метаанализ насчитал 10,6 процента левшей Метаанализ насчитал 10,6 процента левшей

Сколько среди людей левшей?

N+1
Виражи судьбы Виражи судьбы

О судьбе Владимира Киселёва — парадоксальной, динамичной, успешной

OK!
Агата Муцениеце: «Преодолев трудности, можно ощутить счастье в полной мере» Агата Муцениеце: «Преодолев трудности, можно ощутить счастье в полной мере»

Агата Муцениеце рассказала, как проходит её самоизоляция

Здоровье
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
Психотерапевты, культурологи и антропологи о том, как пережить самоизоляцию и что нас ждет после нее Психотерапевты, культурологи и антропологи о том, как пережить самоизоляцию и что нас ждет после нее

Как облегчить себе жизнь в режиме самоизоляции?

Forbes
Глобальная трансформация: три проблемы, которые придется решить властям во всем мире Глобальная трансформация: три проблемы, которые придется решить властям во всем мире

Три серьезные проблемы после пандемии

Forbes
Леа Сейд. Превращение Леа Сейд. Превращение

«Родилась с серебряной ложкой во рту» — это о ней

Караван историй
Стендап и свобода слова: что происходит с юмором в эпоху политкорректности и где проходит граница допустимого Стендап и свобода слова: что происходит с юмором в эпоху политкорректности и где проходит граница допустимого

«Долг любого комика — найти границу и перейти ее», — говорил Джордж Карлин

Esquire
Илана: «Волшебных пилюль для похудения не бывает!» Илана: «Волшебных пилюль для похудения не бывает!»

Глядя на красавиц «из телевизора», мы думаем, что им всё дано от рождения

Худеем правильно
Почему пора прекратить пользоваться очищающими салфетками: 6 главных причин Почему пора прекратить пользоваться очищающими салфетками: 6 главных причин

Почему нам пора забыть о салфетках и никогда не лениться ухаживать за собой

Cosmopolitan
Открыть в приложении