Исследователям из Калифорнийского университета в Беркли удалось напрямую преобразовать тепло в электрический ток, используя металлические наночастицы, соединённые органической молекулой. Это достижение может положить начало разработки новых генераторов электроэнергии.
В настоящее время основной способ производства электроэнергии включает в себя сжигание топлива для образования пара, вращающего турбину, которая приводит в действие генератор, производящий электроэнергию. Более 90% электроэнергии в мире производится непрямым преобразованием тепла. В этих процессах большая часть тепла расходуется впустую. «Если хотя бы часть теряемого тепла будет рентабельно переводиться в электроэнергию, то это окажет огромное влияние на энергетику и приведёт к экономии топлива и сокращению выбросов углекислого газа», говорит Arun Majumdar, профессор Калифорнийского университета в Беркли.
Попытки использования тратящейся впустую энергии привели к разработке термоэлектронных генераторов, основанных на
эффекте Зеебека. Однако подобные генераторы имеют даже меньшее КПД, чем традиционные тепловые двигатели, и при этом изготовляются из специальных сплавов, содержащих висмут и теллур, что приводит к их высокой стоимости.
Особенностью исследования, проведённого в Беркли, является то, что эффект Зеебека был измерен для органических молекул. Эта работа может стать основой для создания более рентабельных термоэлектрических генераторов.
Учёные покрывали два золотых электрода молекулами бензолдитиола, ди бензолдитиола или трибензолдитиола, затем нагревали одну из сторон, для создания разности температур. На каждый градус Цельсия разности, исследователи получали 8,7 мкВ разности потенциалов для бензолдитиола, 12,9 мкВ для дибензолдитиола и 14,2 мкВ для трибензолдитиола. Максимальная разность температур во время опытов составляла 30 градусов Цельсия.
Следующим шагом исследования станет использование различных органических молекул и металлов, а так же тонкая настройка компоновки структуры генератора.
