22.07.2022
В Университете Лобачевского разработали наноплёнки на основе силицида
марганца, которые преобразуют тепло в электричество. В отличие от
полупроводниковых аналогов, генераторы способны работать в условиях
космоса.
Термоэлектрические преобразователи широко используются для получения
электричества из тепловой энергии нагретых частей машин. Особая
кристаллическая структура соединения марганца и кремния делает их одними
из самых перспективных материалов для генерации электроэнергии.
Толщина наноплёнок, полученных физиками ННГУ, не превышает 100
нанометров, а вес – миллионных долей грамма.
По словам учёных, такие плёнки могут быть встроены в обшивку космических
кораблей, снижая вес и энергозатраты работающего в космосе оборудования.
Также тонкоплёночные преобразователи могут использоваться и в быту: для
зарядки гаджетов от тепла тела или в термоэлектрической одежде с
функцией кондиционирования.
«Плёнка со сложной кристаллической структурой образуется при соединении
марганца и кремния в вакууме. Импульсно-лазерным осаждением сначала
распыляется кремниевая, а затем марганцевая мишень. Проблему
нестабильности термоэлектрических свойств материала мы решили с помощью
электроимпульсного плазменного спекания порошковой смеси двух металлов.
Это увеличило однородность структур и мишени, и пленки, которая
получается при её распылении. В результате мы получили более стабильные
образцы термоэлементов разной толщины», – рассказал ведущий научный
сотрудник лаборатории спиновой и оптической электроники
Научно-исследовательского физико-технического института (НИФТИ) ННГУ
Михаил Дорохин.
Добавим, что разработка нижегородских учёных может работать в
расширенном температурном интервале (30-800 градусов Цельсия) при
сильном радиационном фоне и с меньшими энергопотерями, чем
полупроводниковые аналоги.
Разработка запатентована в мае 2022 года. Учёные НИФТИ ННГУ планируют
дальнейшее повышение эффективности генерации электричества, комбинируя
плёнки со слоями других термоэлектрических наноматериалов.
Фото, текст: пресс-служба ННГУ
Нет комментариев