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

«Издательский проект Петра Первого: Илья Копиевский и новые русские книги» «Издательский проект Петра Первого: Илья Копиевский и новые русские книги»

Как был устроен перенос научно-технических знаний на русский язык

N+1
Колонка Esquire: «Мне скоро 30, а я все еще играю в The Sims» Колонка Esquire: «Мне скоро 30, а я все еще играю в The Sims»

Можно ли отказаться от виртуального мира игры The Sims в пользу реального?

Esquire
Паразит из юрского периода подтвердил происхождение скребней от коловраток Паразит из юрского периода подтвердил происхождение скребней от коловраток

Как находка палеонтологов определила систематическое положение скребней

N+1
Карина Андоленко: Карина Андоленко:

Как Карина Андоленко знакомилась с самой собой

Караван историй
Эмоциональный интеллект Эмоциональный интеллект

Новое представление о том, что значит быть «умным»

kiozk originals
Проклятье самоизоляции: как избежать профессионального выгорания на карантине Проклятье самоизоляции: как избежать профессионального выгорания на карантине

Как избежать депрессии и выгорания, находясь в четырех стенах

Forbes
Охотники за привилегиями Охотники за привилегиями

Василий Степанов об «Охоте» Крейга Зобела

Weekend
Как сделать промзону городом Как сделать промзону городом

Григорий Ревзин о городе будущего

Weekend
Какой была Европа XVI века глазами Мишеля де Монтеня? Впервые на русском выходят дневники французского писателя — публикуем фрагмент Какой была Европа XVI века глазами Мишеля де Монтеня? Впервые на русском выходят дневники французского писателя — публикуем фрагмент

Монтень описывает Рим, видит посла московитов и посещает ватиканскую библиотеку

Esquire
«Война Алана» Эмманюэля Гибера «Война Алана» Эмманюэля Гибера

Французский комиксист Эмманюэль Гибер разбирает «чужие воспоминания»

Weekend
Хезер Моррис: Дорога из Освенцима Хезер Моррис: Дорога из Освенцима

«Сноб» публикует первую главу романа Хезер Моррис «Дорога из Освенцима»

СНОБ
Правила жизни Вивьен Вествуд Правила жизни Вивьен Вествуд

Дизайнер, Лондон, 79 лет

Esquire
Ход коньком Ход коньком

Интервью с самой юной российской фигуристкой, чемпионкой Алиной Загитовой

Cosmopolitan
Смертельный вирус для нефти 60+: как Россию вытесняли с китайского рынка и чем все закончилось Смертельный вирус для нефти 60+: как Россию вытесняли с китайского рынка и чем все закончилось

Стабильность 2019 года в отношениях России с ОПЕК оказалась мнимой

Forbes
Родите – пройдёт: как и почему женщин отказываются лечить Родите – пройдёт: как и почему женщин отказываются лечить

Женщины вовремя обращаются к врачам, но все равно позже получают верный диагноз

Cosmopolitan
Гены выживших видов не дали достоверной информации о вымираниях прошлого Гены выживших видов не дали достоверной информации о вымираниях прошлого

Способ определять скорость появления новых видов и вымирания старых

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
Богаты и одиноки: 17 миллиардеров-холостяков из России Богаты и одиноки: 17 миллиардеров-холостяков из России

Кто из богатейших россиян не спешит связывать себя узами брака?

Forbes
Ели гадости и поджигали себя: жуткие вещи, которые звезды творили на карантине Ели гадости и поджигали себя: жуткие вещи, которые звезды творили на карантине

Как звезды развлекают себя и подписчиков различными челленджами

Cosmopolitan
Всё опять вернётся Всё опять вернётся

Жизнь в Пуэрто-Рико вошла в привычное русло после урагана

Robb Report
100 дней правительства Мишустина: невиданный кризис и шанс на построение новой экономики 100 дней правительства Мишустина: невиданный кризис и шанс на построение новой экономики

Новый кабинет министров России проработал 100 дней

Forbes
Штучные времена. О том, как министр Силуанов выживает на карантине Штучные времена. О том, как министр Силуанов выживает на карантине

Россия соединяет в себе жестокость полицейского режима и традиционный беспорядок

СНОБ
Бумага из пыльцы подсолнуха сымитировала раскрытие цветка магнолии Бумага из пыльцы подсолнуха сымитировала раскрытие цветка магнолии

С помощью этой бумаги можно сделать как цветок магнолии, так и биоробота

N+1
«Изрядно пощипанные, но не побежденные»: как крупные автодилеры выживают в условиях кризиса «Изрядно пощипанные, но не побежденные»: как крупные автодилеры выживают в условиях кризиса

Как долго автодилеры продержатся в замороженном состоянии

Forbes
15 скрытых цитат из киноклассики в «Симпсонах» 15 скрытых цитат из киноклассики в «Симпсонах»

Симпсоны живут не пончиками едиными. Есть ещё духовная пища в пороховницах!

Maxim
И сериал посмотреть, и в Zoom выйти: 8 лайфхаков для домашнего гардероба в карантине И сериал посмотреть, и в Zoom выйти: 8 лайфхаков для домашнего гардероба в карантине

Как одеваться для работы дома — бесплатно, красиво и с комфортом

Forbes
Не подходи ко мне Не подходи ко мне

Могут ли родители, не обесценивая чувств ребенка, помочь преодолеть обидчивость

Добрые советы
Безразличные матери. Как проработать детские травмы в зрелом возрасте Безразличные матери. Как проработать детские травмы в зрелом возрасте

Отрывок из книги «Безразличные матери. Исцеление от ран родительской нелюбви»

Forbes
Вы не пожалеете, если посмотрите фильм «Эмма» по роману Джейн Остин Вы не пожалеете, если посмотрите фильм «Эмма» по роману Джейн Остин

У Эммы Вудхауз – молодой и тщеславной аристократки – есть одна большая страсть

GQ
11 привычек, которые разрушают наш позвоночник 11 привычек, которые разрушают наш позвоночник

Проверьте, нет ли этих привычек в вашем арсенале?

Cosmopolitan
Открыть в приложении