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 горных горилл насчитали шестьдесят три жеста У горных горилл насчитали шестьдесят три жеста

Ученые описали жестовый репертуар диких горных горилл

N+1
Моя крепость: как создать уют дома — 9 простых советов Моя крепость: как создать уют дома — 9 простых советов

Как превратить дом в оплот безопасности и комфорта посреди нестабильного мира

Esquire
56 млн лет назад Земля пережила климатический кризис. Может ли он случиться вновь 56 млн лет назад Земля пережила климатический кризис. Может ли он случиться вновь

Ученые изучили древние отложения в бассейне Бигхорн в Вайоминге, США

ТехИнсайдер
Когнитивный диссонанс: что это такое простыми словами и из-за чего он возникает Когнитивный диссонанс: что это такое простыми словами и из-за чего он возникает

Разберем когнитивный диссонанс на понятных примерах

Playboy
Стресс на работе: как распознать и что делать Стресс на работе: как распознать и что делать

Основные факторы возникновения стресса на работе и его влияние на организм

Inc.
Что делать, если остановила полиция. Инструкция для водителей Что делать, если остановила полиция. Инструкция для водителей

С 15 апреля по Москве и области нельзя ездить на автомобиле без пропуска

РБК
«Это звоночек — стань эффективнее» «Это звоночек — стань эффективнее»

Как малому и среднему бизнесу оперативно встать на рельсы цифровизации

РБК
Сильная женщина не терпит измен. Судьба Ани Лорак Сильная женщина не терпит измен. Судьба Ани Лорак

В личной жизни Ани Лорак не все так прекрасно, как в ее карьере

Cosmopolitan
15 главных битв 1939–1945 15 главных битв 1939–1945

Третья часть списка самых крупных сражений и операций Второй мировой войны

Дилетант
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
Донатисты и новациане: немилость к падшим Донатисты и новациане: немилость к падшим

Кто такие «новациане» и «донатисты»

Weekend
«Я вовремя окэшился»: Сергей Шнуров о бизнесе, пандемии и мерах правительства «Я вовремя окэшился»: Сергей Шнуров о бизнесе, пандемии и мерах правительства

Сергей Шнуров о политической деятельности, бизнесе и мерах по спасению экономики

Forbes
Как сделать виртуальный макияж и где найти редкий аромат Как сделать виртуальный макияж и где найти редкий аромат

Все самое интересное из мира красоты в этом материале

РБК
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
«Не хочу и не буду»: что я на самом деле думаю о саморазвитии на карантине «Не хочу и не буду»: что я на самом деле думаю о саморазвитии на карантине

Призывы провести карантин с пользой окружили меня со всех сторон

Psychologies
Светлана Жильцова: «Мы назвали вашими именами детей», — писали зрители» Светлана Жильцова: «Мы назвали вашими именами детей», — писали зрители»

Интервью с советской телеведущей Светланой Жильцовой

Караван историй
Комета Борисова оказалась богата замороженной окисью углерода Комета Борисова оказалась богата замороженной окисью углерода

Это говорит о составе протопланетного диска, где она образовалась

N+1
На каких поверхностях в доме больше всего микробов На каких поверхностях в доме больше всего микробов

Эти поверхности в доме нужно мыть регулярно и особенно тщательно

Cosmopolitan
Деревянные многоэтажки и газоны в гаражах. Почему Европа живет в эко-будущем уже сегодня Деревянные многоэтажки и газоны в гаражах. Почему Европа живет в эко-будущем уже сегодня

Как экологические тренды развиваются в других странах и что происходит в России

Forbes
Безопасность в любви: 7 советов дочерям Безопасность в любви: 7 советов дочерям

Лайф-коуч Самин Раззаги дает советы родителям девочек-подростков

Psychologies
Стареть по-королевски: 10 бьюти-секретов Елизаветы II Стареть по-королевски: 10 бьюти-секретов Елизаветы II

Её Величеству королеве Великобритании исполнилось 94

Cosmopolitan
Posh сквош Posh сквош

Сквош — любимый досуг выпускников престижных частных школ

Robb Report
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
Гендерный дисбаланс: сколько на самом деле женщин среди инвесторов и предпринимателей Кремниевой Долины Гендерный дисбаланс: сколько на самом деле женщин среди инвесторов и предпринимателей Кремниевой Долины

Как обстоят дела с женским предпринимательством в Кремниевой Долине

Forbes
Татьяна Колганова: «Я — персонаж мультфильма «Пластилиновая ворона» Татьяна Колганова: «Я — персонаж мультфильма «Пластилиновая ворона»

Интервью с актрисой Татьяной Колгановой

Караван историй
Супергерой и дочь Терминатора: история любви Криса Прэтта и Кэтрин Шварценеггер Супергерой и дочь Терминатора: история любви Криса Прэтта и Кэтрин Шварценеггер

Актер Крис Прэтт и писательница Кэтрин Шварценеггер ждут рождения первенца

Cosmopolitan
Три пути стать прибыльными для Uber и Lyft Три пути стать прибыльными для Uber и Lyft

И почему увеличение цен или снижение выплат водителям не помогут агрегаторам

VC.RU
В сердце города В сердце города

Роскошный пентхаус с открытой террасой и хаммамом на крыше

SALON-Interior
«Валите отсюда». Как москвичи превратились в «понаехавших» «Валите отсюда». Как москвичи превратились в «понаехавших»

«Чумные времена» столетиями оказывают один и тот же эффект

СНОБ
Новая «Волга». Какой она могла стать в 2020 году Новая «Волга». Какой она могла стать в 2020 году

Почему легковой «Волге» не суждено было стать полноприводной и мощной

РБК
Открыть в приложении