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

В Словакии обнаружили средневековое золотое кольцо с корундом со Шри-Ланки В Словакии обнаружили средневековое золотое кольцо с корундом со Шри-Ланки

Археологи описали необычное золотое кольцо, найденное в словацком городе Зволен

N+1
Ключевые фигуры войны Ключевые фигуры войны

Первая часть ответов на вопросы о главных действующих лицах Второй мировой войны

Дилетант
Что случилось с пауками, отправленными в космос в 1973 году — и как это помогло науке Что случилось с пауками, отправленными в космос в 1973 году — и как это помогло науке

Пауки все еще плетут паутину в условиях микрогравитации?

Inc.
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
Сохраняйте спокойствие Сохраняйте спокойствие

Спокойствие — мощный способ достижения успеха в жизни

kiozk originals
Нейронный зонд из проводящего полимера напечатали на 3D принтере Нейронный зонд из проводящего полимера напечатали на 3D принтере

Новый способ позволил напечатать полимер толщиной в 30 микрометров

N+1
«Любые отсрочки выглядят издевательскими»: что на самом деле нужно бизнесу от государства в кризис «Любые отсрочки выглядят издевательскими»: что на самом деле нужно бизнесу от государства в кризис

Каких мер поддержки бизнесу не хватает от властей в кризис

Forbes
Тучи апокалипсиса: почему мировое виноделие находится на пороге кризиса Тучи апокалипсиса: почему мировое виноделие находится на пороге кризиса

В мировом виноделии складывается апокалиптическая картина

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
Жертвы обвала: шесть российских бизнесменов, которые покинули рейтинг Forbes в 2020 году Жертвы обвала: шесть российских бизнесменов, которые покинули рейтинг Forbes в 2020 году

Обвал на финансовых рынках отразился на участниках списка Forbes

Forbes
«Подушка безопасности измеряется неделями»: Эмин Агаларов о риске банкротства, кредитах в долларах и пустых ТЦ «Подушка безопасности измеряется неделями»: Эмин Агаларов о риске банкротства, кредитах в долларах и пустых ТЦ

Интервью с Эмином Алагаровым, музыкантом и вице-президентом Crocus Group

Forbes
Забытая трагедия ленинградского троллейбуса №2 Забытая трагедия ленинградского троллейбуса №2

Маршрут повышенной опасности

Maxim
Адвокат Андрей Андреев: Как общественному активисту обезопасить себя в России Адвокат Андрей Андреев: Как общественному активисту обезопасить себя в России

Что делать, если вас задержали, рассказывает адвокат и общественный деятель

СНОБ
Джазовые гитаристы справились с импровизацией без когнитивного контроля Джазовые гитаристы справились с импровизацией без когнитивного контроля

Но для этого понадобились годы тренировок

N+1
Русская культура заговора: Враги Путина Русская культура заговора: Враги Путина

Как в России зарождались конспирологические теории в книге Ильи Яблокова

СНОБ
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
Прикоснёмся к феерии Прикоснёмся к феерии

Русский плакат рубежа веков

Наука и жизнь
Жизнь в черно-белых тонах Жизнь в черно-белых тонах

Почему гений футбола Эдуард Стрельцов столкнулся с советским обвинением

GQ
Тест-драйв ядерного тягача МАЗ-7917 Тест-драйв ядерного тягача МАЗ-7917

Экскурсия на автодром учебной части РВСН в Капустином Яре

Популярная механика
Джордж Мартин: «Я хочу, чтобы читатели чувствовали себя так, будто в их семье кто-то умер» Джордж Мартин: «Я хочу, чтобы читатели чувствовали себя так, будто в их семье кто-то умер»

Джордж Мартин о «Властелине колец», видеоиграх и дорнийских женщинах

Esquire
14 детей и брак с коллегой: личная жизнь самых популярных порноактрис 14 детей и брак с коллегой: личная жизнь самых популярных порноактрис

Говоря о порноактрисах, мы редко задумываемся о том, есть ли у них семьи

Cosmopolitan
Лучшие книги по мотивации: топ-16 для тех, кого интересует саморазвитие Лучшие книги по мотивации: топ-16 для тех, кого интересует саморазвитие

Чтение, которое вдохновляет

Playboy
9 секс-символов прошлого: что с ними стало 9 секс-символов прошлого: что с ними стало

Эти харизматичные мужчины в своё время стали воплощением образа мачо

Cosmopolitan
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
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
Набег вкладчиков: что россияне сделали с деньгами, вынесенными с депозитов крупнейших банков в марте Набег вкладчиков: что россияне сделали с деньгами, вынесенными с депозитов крупнейших банков в марте

Из мартовского оттока в $5 млрд почти $4 млрд пришлось на пять крупных банков

Forbes
Мел-палеогеновое вымирание увеличило мозг птиц Мел-палеогеновое вымирание увеличило мозг птиц

После гибели динозавров птицам потребовались значительные умственные способности

N+1
Турецкий марш Турецкий марш

Военная мощь Турции неожиданно оказалась предметом большого интереса

Популярная механика
5 способов избавиться от тревоги и уснуть 5 способов избавиться от тревоги и уснуть

Можно ли отключить беспокойство и вернуть здоровый сон?

Psychologies
Жак Плант — вратарь, который принес в наш мир хоккейные маски Жак Плант — вратарь, который принес в наш мир хоккейные маски

Жак Плант вошел в историю как инноватор и борец за права вратарей

Maxim
Открыть в приложении