Создан дешевый композитный термоэлектрик на базе минерала скуттерудита

Российские материаловеды создали новый тип композитных термоэлектриков на базе оксида цинка и аналога природного минерала скуттерудита, который отличается низкой себестоимостью производства и высокой эффективностью. Разработка найдет применение в автомобильной и аэрокосмической промышленности, энергетике и системах управления температурой в электронике, сообщила пресс-служба НИТУ МИСИС.

"Оксид цинка не только улучшает характеристики термоэлектрика, но в дальнейшем поможет снизить себестоимость готового изделия. Материал можно использовать для утилизации тепла от выхлопных газов, повышения общей эффективности двигателей, преобразования тепла от промышленных процессов в электроэнергию", - пояснил директор НИЦ "Конструкционные керамические наноматериалы" НИТУ МИСИС Дмитрий Московских, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Созданный Московских и исследователями материал относится к числу термоэлектриков. Так физики называют особый класс веществ, способных преобразовать тепловую энергию в электрический ток или использовать электричество для его переноса. Это позволяет использовать подобные материалы, которые обычно являются полупроводниками и металлами, для генерации электричества, разработки систем охлаждения и создания датчиков температуры.

Российские ученые разработали более простой и дешевый метод получения одного из композитных термоэлектрических материалов, состоящего из аналогов природного минерала скуттерудита. Сейчас их получают в рамках сложной и длительной комбинации из химических реакций и расплавлений, однако Московских совместно с учеными удалось разработать более простую методику изготовления данных термоэлектриков.

В рамках предложенного ими подхода скуттерудит можно получить из смеси индия, кобальта и сурьмы при помощи индукционной плавки, после чего измельченный рукотворный минерал смешивается с порошком из оксида цинка и спекается при высокой температуре. В результате этого возникает композитный материал, отличающийся высокой прочностью и эффективностью преобразования тепла в электрический ток.

Ключевую роль в улучшении свойств данного материала сыграло добавление оксида цинка. Как показали проведенные учеными замеры, добавление его частиц в композит на 18% повысило прочность материала и снизило стоимость его производства при незначительном снижении КПД его работы. Это, как надеются материаловеды, позволит более широко применять композитные термоэлектрики на базе скуттерудита в промышленности и быту.

Источник: ТАСС