Использование наночастиц позволит повысить КПД термоэлектрических устройств

Коммерческое использование термоэлектрических устройств началось еще в 1950-х, но до сих пор их эффективность достаточно низка, в основном из-за ограничений используемых в них материалов. Группа ученых Массачусетского технологического института и Университета Ратджерса (США) предложили способ повышения КПД, что позволит заметно расширить спектр применения термоэлектрических устройств.

Свойства наночастиц заметно отличаются от свойств больших объемов материалов, из которых они произведены. Компьютерное моделирование, проведенное группой, показало, что ключом к повышению КПД термоэлектрических систем может стать создание композитных материалов, включающих наночастицы со специальными свойствами. Таким образом, можно повысить электропроводность и одновременно снизить теплопроводность.

Предложенные учеными наночастицы, состоят из ядра и оболочки, произведенных из разных материалов. Варьируя размер наночастиц, можно добиться того, что они блокируют прохождение фотонов (частиц, которые обеспечивают перенос тепловой энергии) и позволяют электронам на низких уровнях перемещаться практически без сопротивления.

Исследования проводились при финансовой поддержке MIT Solid State Solar Thermal Energy Conversion (S3TEC) и центра Energy Frontier Center, спонсируемого Министерством энергетики США. Результаты работы опубликованы в журнале Advanced Materials.

Наночастица, состоящая из ядра и оболочки, находится на подложке. Она не влияет на направление движения электронов (обозначены коричневыми линиями), сопротивление наночастицы минимально