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 отыскали экстремально яркие события разрыва звезд сверхмассивными черными дырами Астрономы отыскали экстремально яркие события разрыва звезд сверхмассивными черными дырами

Астрономы описали класс рекордно ярких транзиентов

N+1
Растения предотвратили дисбиоз в своих листьях Растения предотвратили дисбиоз в своих листьях

У растений существует иммунный механизм защиты от протеобактерий

N+1
Третий межзвездный объект оказался слабоактивной кометой Третий межзвездный объект оказался слабоактивной кометой

Астрономы подтвердили обнаружение третьего межзвездного объекта

N+1
«Жизнь начнет нормализовываться через два месяца»: глава Тинькофф Банка о кризисе и работе без Олега Тинькова «Жизнь начнет нормализовываться через два месяца»: глава Тинькофф Банка о кризисе и работе без Олега Тинькова

Оливер Хьюз - об уходе Олега Тинькова из совета директоров и кризисе экономики

Forbes
«Тратить — очень круто»: как зумеры ведут себя с деньгами «Тратить — очень круто»: как зумеры ведут себя с деньгами

Как молодые взрослые ищут баланс между тратами и накоплениями

РБК
Трижды крещенный Трижды крещенный

Надя Кузютина вспоминает, как повезло ее деду, прошедшему несколько войн

Добрые советы
На свой страх и риск На свой страх и риск

Рассказываем, какие полисы могут пригодиться тебе в поездке

Cosmopolitan
Зима, которой не было: как подготовить автомобиль к тёплому сезону Зима, которой не было: как подготовить автомобиль к тёплому сезону

Автомобиль требует внимания в преддверие весны и тем более лета

Популярная механика
Как австрийский продавец мороженого стал миллиардером благодаря крохотной батарейке для AirPods за €5 Как австрийский продавец мороженого стал миллиардером благодаря крохотной батарейке для AirPods за €5

Как Майкл Тойнер превратил $40 млн в десятизначное состояние

Forbes
Снаружи всех измерений: почему Егор Летов — великий Снаружи всех измерений: почему Егор Летов — великий

Что главный панк русской музыки делал снаружи всех измерений

Esquire
Рианна, Опра Уинфри и еще 8 актрис — участниц конкурсов красоты Рианна, Опра Уинфри и еще 8 актрис — участниц конкурсов красоты

Известные актрисы, которые побеждали на конкурсах красоты до начала карьеры

РБК
Культ непокорной женщины Культ непокорной женщины

Отрывок из книги Джии Толентино «Кривое зеркало»

СНОБ
Домашний автосалон: как купить автомобиль в интернете Домашний автосалон: как купить автомобиль в интернете

Несколько вопросов, которые избавят от страха покупки машины в интернете

РБК
Астрономы обнаружили огромную ультрафиолетовую дугу в созвездии Большой Медведицы Астрономы обнаружили огромную ультрафиолетовую дугу в созвездии Большой Медведицы

В созвездии Большой Медведицы обнаружена область ультрафиолетового излучения

N+1
Одна вокруг света: поставить кругосветку на паузу и вспомнить о прошлых приключениях Одна вокруг света: поставить кругосветку на паузу и вспомнить о прошлых приключениях

67-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
«Как прекрасен жёлтый цвет!» «Как прекрасен жёлтый цвет!»

Период цветения первоцветов очень краток. Не пропустите «жёлтую» весну!

Наука и жизнь
Астрономы нашли самый близкий экстремально легкий белый карлик Астрономы нашли самый близкий экстремально легкий белый карлик

Астрономы подтвердили открытие самого близкого к Земле двойного белого карлика

N+1
20 кг за месяц! Как работает диета «Зигзаг»? 20 кг за месяц! Как работает диета «Зигзаг»?

Чередуйте белковые дни с углеводными, чтобы быстро похудеть. И голодать не нужно

Cosmopolitan
Три крутые функции дейтинг-приложений, которыми пора начать пользоваться Три крутые функции дейтинг-приложений, которыми пора начать пользоваться

Новый уровень онлайн-знакомств!

Playboy
«Мы лишились 100% прибыли от концертов»: лидер группы Little Big о том, как изменится музыкальный бизнес после пандемии «Мы лишились 100% прибыли от концертов»: лидер группы Little Big о том, как изменится музыкальный бизнес после пандемии

Эпидемия серьезно подпортила планы группе Little Big

Forbes
10 актеров, уволенных прямо во время съемок 10 актеров, уволенных прямо во время съемок

Казалось бы, эти люди пользовались уважением в рабочем коллективе!

Maxim
Служба одного окна: зачем банкам понадобилось изобретать суперприложения Служба одного окна: зачем банкам понадобилось изобретать суперприложения

Зачем суперприложения банкам и почему ставка на них может не сработать

Forbes
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
Разведка и спецоперации Разведка и спецоперации

Первая часть ответов на вопросы о подготовке спецопераций Второй мировой войны

Дилетант
24 часа с Романом Варниным 24 часа с Романом Варниным

Фронтмен группы «Мальбэк» провел с Cosmo наполненный счастливыми моментами день

Cosmopolitan
Тревожная мать Тревожная мать

Увлечение материнскими форумами породили «синдром тревожной матери»

Здоровье
Египетская сила отрицания. Как россияне добиваются признания крушения лайнера А321 над Синаем терактом Египетская сила отрицания. Как россияне добиваются признания крушения лайнера А321 над Синаем терактом

С момента крушения самолета прошло пять лет, а дело так и не закрыто

СНОБ
Унаследованные от отца митохондрии оказались гигантской вставкой в ядерный геном Унаследованные от отца митохондрии оказались гигантской вставкой в ядерный геном

Вставка митохондриальной ДНК создает иллюзию присутствия отцовских митохондрий

N+1
Сколько зарабатывают животные-актёры и как снять своего питомца в кино или рекламе Сколько зарабатывают животные-актёры и как снять своего питомца в кино или рекламе

О съемках животных в кино рассказывают агенства и хозяева

VC.RU
Запас прочности: как женщины в малом бизнесе переживают «вирусный» кризис Запас прочности: как женщины в малом бизнесе переживают «вирусный» кризис

Предпринимательницы о том, как сейчас обстоят дела и к чему они готовятся

Forbes
Открыть в приложении