Электричество б/у

Пироэлектрический эффект - возникновение электрического заряда на поверхности кристалла при его нагреве или охлаждении - широко применяется в инфракрасных датчиках движения, но практически не используется для преобразования тепловой энергии в электрическую. Почему? Поскольку заряд образуется только при изменении температуры кристалла, для преобразования потока тепловой энергии нужно иметь периодически повторяющиеся температурные циклы, как в двигателе внутреннего сгорания.

Сотрудники Университета Калифорнии в Беркли (UC Berkeley) создали тонкоплёночный термоэлектрический преобразователь, оптимизированный для источников пульсирующего низкопотенциального тепла, таких, как электронные микросхемы и силовые полупроводниковые ключи частотных преобразователей. В качестве основного материала преобразователя взят сегнетоэлектрический релаксор 0,68Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-0,32PbTiO₃. Получены высокая удельная плотность энергии, равная 526 Вт/см³, и высокая эффективность - 19% относительно эффективности цикла Карно при тех же условиях. При этом толщина плёнки пироэлектрика составляет всего 50-100 мкм, а рабочие температуры не превышают 100 °C.

«Взяв тонкоплёночный прибор, мы смогли обеспечить быстрые процессы нагрева и охлаждения его рабочего материала, - объяснил Лэйн Мартин, доцент кафедры материаловедения и инженерных наук университета. - Нам осталось только приложить электрическое поле и снимать мощность». В настоящее время команда исследователей под руководством Л. Мартина пытается оптимизировать пироэлектрический преобразователь под различные тепловые потоки и диапазоны температур в расчёте на получение ещё более высоких показателей.

Находка калифорнийских учёных, возможно, найдёт применение в вычислительной технике, всевозможных импульсных конверторах напряжения и источниках бесперебойного питания, где часть выделяемого тепла будет снова преобразовываться в электрический ток и возвращаться в схемы питания устройств.