Інженери з японського Національного інституту матеріалознавства створили термоелектрогенератор нового типу. Загальний принцип роботи таких пристроїв полягає в створенні струму при мимовільному переміщенні електронів з більш гарячої області в відносно холодну.
У розробці японських вчених електрика виробляється завдяки сонячної енергії за допомогою спінового ефекту Зеєбека. Він має на увазі використання магнітного провідника, в якому при різниці температур виникають потоки електронів з однаковим спіном.
Новий пристрій складається з чотирьох шарів. Два верхніх прозорі. Сонячне світло вільно проходить через них до нижніх шарів, які його поглинають. В результаті цього верхній шар залишається холодним, що лежить знизу – нагрівається, а два середніх елементів термоелектрогенераторів виробляють електрику завдяки сумарному температурному градієнту.
Основна проблема термоелектричних генераторів полягає в тому, що їх холодна частина не може досить швидко віддавати тепло, через що різниця температур і разом з нею ефективність пристрою знижуються.
В японській розробці цей недолік усунуто завдяки особливому матеріалу самого верхнього шару – парамагнетика з гадоліній-галієвого граната, штучного каменю. Він випускає інфрачервоне випромінювання, яке, не затримуючись в атмосфері, проникає прямо в космічний простір.
Другий шар представлений феромагнітним матеріалом з залізо-ітрієвого граната. Він генерує спіновий струм завдяки впливу градієнта температури. Третій шар – парамагнетик з платини, що перетворює потік електронних спінів в напругу. Останній шар покритий фарбою, що володіє властивостями абсолютно чорного тіла, і тому максимально ефективно поглинає світло й утримує тепло.
За словами вчених, найкраще термоелектрогенератор працює в ясну погоду, коли сонце сильно нагріває його, а хмари не заважають інфрачервоним хвилям йти в космос. Але навіть після заходу сонця пристрій виробляє електроенергію, оскільки тепло в нижніх шарах зберігається деякий час.
Втім, інженери визнають, що продуктивність існуючої версії генератора низька, тому вони планують удосконалити конструкцію і підібрати найбільш раціональні матеріали.
Натхнення: ecotechnica.com.ua