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

Астрономы подтвердили существование экзогиганта на ретроградной орбите в тесной двойной системе Астрономы подтвердили существование экзогиганта на ретроградной орбите в тесной двойной системе

Астрономы нашли экзогиганта на необычно широкой и ретроградной орбите

N+1
Гены гигантских вирусов могут контролировать хозяев: загадка природы Гены гигантских вирусов могут контролировать хозяев: загадка природы

Гигантские вирусы опровергают все наши представления о вирусах как о форме жизни

Популярная механика
TESS отыскал экзогиганта у очень маломассивной звезды TESS отыскал экзогиганта у очень маломассивной звезды

TESS вновь обнаружил экзогиганта у маломассивной звезды

N+1
Как разрушаются берега Российской Арктики: новое исследование Как разрушаются берега Российской Арктики: новое исследование

С какой скоростью разрушается эта часть уникального северного региона

Популярная механика
Тревожное исследование: ChatGPT убивает наше критическое мышление Тревожное исследование: ChatGPT убивает наше критическое мышление

Чем чрезмерное использование нейросетей крайне вредно для нашего мозга

ТехИнсайдер
Замороженные. Что не так с идеей ограничить цены на продукты Замороженные. Что не так с идеей ограничить цены на продукты

Предлагая ограничить цены на продукты, «Единая Россия» повторяет ошибки СССР

Forbes
Спрос вырос, бизнес не растёт: почему производители термосумок для курьеров не могут заработать на пандемии Спрос вырос, бизнес не растёт: почему производители термосумок для курьеров не могут заработать на пандемии

Никто не знает, что будет завтра, будут ли нужны сумки через две недели

VC.RU
Гигантская. Критические дни Бетельгейзе Гигантская. Критические дни Бетельгейзе

Разбираемся с причинами глубокого «обморока» Бетельгейзе

Наука и жизнь
5 неочевидных сервисов для работы из дома 5 неочевидных сервисов для работы из дома

Эти сервисы и приложения помогут оптимизировать время и силы

Популярная механика
Америка, Европа и Азия: как объехать весь мир, не выходя из дома Америка, Европа и Азия: как объехать весь мир, не выходя из дома

Как посмотреть на основные достопримечательности мира не выходя из дома

Популярная механика
Стратегия диванной войны. Чем нынешний кризис отличается от всех предыдущих Стратегия диванной войны. Чем нынешний кризис отличается от всех предыдущих

У нынешнего кризиса много параллелей с военным временем

Forbes
Дрон над сайгаками. Как в России пытаются подсчитать степных антилоп беспилотниками Дрон над сайгаками. Как в России пытаются подсчитать степных антилоп беспилотниками

Экологи пытаются решить старые задачи с помощью беспилотных аппаратов

СНОБ
Северная надбавка Северная надбавка

Спустя пять лет Владимир Потанин вновь занял первое место в списке Forbes

Forbes
Слой инфракрасного отражателя под краской охладил черную поверхность на 15 градусов Слой инфракрасного отражателя под краской охладил черную поверхность на 15 градусов

Разработан новый подход к нанесению цветных двухслойных поверхностей

N+1
Секреты короля: 6 загадок жизни и смерти Майкла Джексона Секреты короля: 6 загадок жизни и смерти Майкла Джексона

Помимо огромной популярности Майкл Джексон оставил нам множество загадок

Cosmopolitan
«Мы тренируемся на улицах. Олимпийские чемпионы соревнуются с соседскими детьми» «Мы тренируемся на улицах. Олимпийские чемпионы соревнуются с соседскими детьми»

Монологи спортсменов, чью мечту об Олимпиаде в Токио разрушила пандемия

GQ
Курс молодого самоизолированного бойца: оружие ближнего боя Курс молодого самоизолированного бойца: оружие ближнего боя

Продолжаем курс молодого самоизолированного бойца в домашних условиях

Популярная механика
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
Три шага, чтобы вернуться в ресурсное состояние Три шага, чтобы вернуться в ресурсное состояние

Если мы направляем внимание на собственную тревожность, она лишь усиливается

Psychologies
Шедевр Церетели Шедевр Церетели

Двадцать лет Московскому музею современного искусства исполнилось в прошлом году

Tatler
Глава 1: Москва Глава 1: Москва

Ты говорил, город – сила. А здесь слабые все

Esquire
Почему у папы печень больше? Почему у папы печень больше?

Женщины и мужчины отличаются друг от друга куда больше, чем мы привычно считаем

Maxim
Сооснователь «Кухни на районе» — о «Москве без плиты» Сооснователь «Кухни на районе» — о «Москве без плиты»

Как «Кухне на районе» удается существовать и даже развиваться в кризис

РБК
Самый крупный кратер Аррокота рассказал о его ударном прошлом Самый крупный кратер Аррокота рассказал о его ударном прошлом

Транснептуновые двойные системы прочнее, чем кажется на первый взгляд

N+1
Танцуй, пока под водой Танцуй, пока под водой

Больше чем спорт, отчасти искусство, отчасти психологическая практика

Psychologies
Компания без супергероя: как будет жить банк Олега Тинькова после ухода своего основателя Компания без супергероя: как будет жить банк Олега Тинькова после ухода своего основателя

Выдержит ли банк новую волну кризиса и уход своего яркого лидера?

Forbes
Шкала кошачьих гримас показала эффективность в реальном времени Шкала кошачьих гримас показала эффективность в реальном времени

Уровень боли у кошек можно определить по гримасам

N+1
35 миллионов лет назад в Южную Америку приплыли две группы обезьян вместо одной 35 миллионов лет назад в Южную Америку приплыли две группы обезьян вместо одной

Около 35 млн лет назад в Южную Америку мигрировали родственники парапитеков

N+1
Онлайн-кинопремьеры: фантастический триллер «Спутник» и драма «Фея» с Константином Хабенским Онлайн-кинопремьеры: фантастический триллер «Спутник» и драма «Фея» с Константином Хабенским

О фантастическом триллере «Спутник» и лирической драме «Фея»

Forbes
Простая профилактика Простая профилактика

Чтобы снизить риски распространения вируса, соблюдай эти простые правила

Лиза
Открыть в приложении