Тепло в электричество

27.08.2008

Ученые из США создали неплохой материал, с помощью которого можно превращать в электричество тепло двигателя внутреннего сгорания.

КПД двигателя внутреннего сгорания не превышает 35%, значит, 65% энергии сгоревшего топлива превращается в тепло и подогревает окружающую среду. Однако его можно утилизировать, превратив в электричество и сохранив в аккумуляторе гибридного автомобиля. Для этого служит эффект Зеебека - генерация электричества в полупроводнике, края которого поддерживаются при разных температурах.

Самый распространенный материал для таких генераторов - теллурид свинца с добавками натрия. При той температуре, до которой нагревается внешняя поверхность двигателя, он преобразует в электричество около 8% тепловой энергии.

Ученые из Огайского университета во главе с Джозефом Херемансом долго работали над тем, чтобы повысить эту эффективность, для чего решили применить нанотехнологии: стали делать теллуридный генератор из нановолокон - благодаря этой уловке они надеялись понизить теплопроводность материала. Не получилось: нановолокна оказались слишком капризными. Тогда они пошли по другому пути - стали учиться более эффективно использовать тепло, которое оказывается внутри полупроводника.

"Мне попалась на глаза статья, где шла речь о том, что атомы таллия способны при нагреве вступать в квантово-механический резонанс с атомами теллура, возбуждая их электроны. Это было то самое решение, которое мы искали в течение десяти лет. Добавив таллий в теллурид свинца, мы значительно подняли эффективность", - говорит Джозеф Хереманс. При начальной температуре работы двигателя около 200°С она составляет те же 8%, зато при нормальной температуре, 500°С, повышается до 15%.

<< Назад: Jennie продемонстрирует беспроводное near video по IEEE802.15.4 29.08.2008

>> Вперед: Робот-стрекоза 26.08.2008

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Любители орехов живут дольше 27.11.2013 Первое крупное исследование о пользе орехов показало, что у людей, которые ежедневно съедают горсть орехов, шансы умереть на 20% меньше, в сравнении с теми, кто данный продукт не потребляет. Такое заключение сделали ученые из Института рака Дана-Фарбер, Университета Бригама Янга и Гарвардской школы общественного здравоохранения. Результаты исследований содержат и другие приятные новости: регулярное потребление орехов позволяет сохранить стройность. Любителям орехов теперь не стоит бояться лишнего веса. Наиболее очевидное преимущество орехов - сокращение на 29% смертности от сердечно-сосудистых заболеваний. Также ученые отметили значительное снижение - на 11% - риска смерти от рака. Правда, пока ученые не определили конкретный вид ореха, который имеет решающее значение для защиты организма. Тем не менее, положительных эффект был отмечен как при потреблении арахиса, так и при потреблении других видов орехов - грецких орехов, фундука, миндаля, бразильского ореха, кешью, пекана, фисташек, макадамии и кедровых орехов. Некоторые предыдущие исследования обнаружили связь между увеличением потребления орехов и снижением риска таких недугов, как болезни сердца, диабет 2 типа, рак толстой кишки, камни в желчном пузыре. Частое потребление орехов также связывают с сокращением уровня холестерина, снижением окислительного стресса, воспаления, ожирения и невосприимчивости к инсулину. Есть работы, которые показывают, что добавление орехов в рацион снижает общую смертность у отдельных групп населения. Но ни одно из предыдущих исследований подробно не рассматривало различные объемы орехов и их влияние на общую смертность в большой популяции на протяжении более 30 лет. Для нового исследования ученые использовали базы данных из двух известных текущих наблюдательных исследований, которые собирают сведения о диете и других факторах образа жизни и их последствиях для здоровья. Представлены данные о 76 464 женщинах в период с 1980 по 2010 годы и данные о 42 498 мужчинах с 1986 по 2010 год. Участники исследований заполняли анкеты о потребляемых продуктах каждые два-четыре года. В каждой анкете участникам было предложено оценить, насколько часто они потребляли орехи и указать размер порции (обычный маленький пакет арахиса содержит примерно 30 г). Чтобы исключить другие факторы, влияющие на смертность и стояние здоровья, ученые провели сложнейший анализ. Например, исследователи обнаружили, что люди, которые едят больше орехов, более стройные, реже курят, и, скорее всего, занимаются спортом, принимают витамины, потребляют больше фруктов и овощей, но пьют больше алкоголя. Анализ позволил выделить связь между орехами и смертностью независимо от названных факторов. Люди, в рационе которых есть орехи, в ближайшие 30 лет реже будут испытывать трудности со здоровьем. Те, кто ест орехи реже раза в неделю, снижают тем самым вероятность смерти на 7%. Потребление орехов раз в неделю снижает смертность на 11%; два-четыре раза в неделю - на 13%; пять-шесть раз в неделю - на 15%, а семь или более раз в неделю - на 20%.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025