Korejští vědci představili termoelektrický nátěr, který přemění teplo na elektřinu

Korejští vědci z národního výzkumného institut v Ulsanu (UNIST) vyvinuli unikátní termoelektrický generátor. Má podobu jemného filmu, který se dá aplikovat na téměř jakkoliv členitý povrch. Možnosti využití jsou značné, včetně automobilového průmyslu.

V budoucnosti bude umět vyrábět elektřinu také povrch aut nebo jednotlivých komponent
foto: PixelLightMedia, licence public domain

V současné době představuje odpadní teplo přibližně 60 % veškeré celosvětové spotřebované energie. Celosvětově lidstvo ročně spotřebuje 104 426 TWh energie (ropa, plyn, uhlí, jádro, biomasa, obnovitelné zdroje, atd.). Pro porovnání – jaderná elektrárna Temelín ročně vyrobí 14 TWh elektrické energie.

S teplem se ve velkém plýtvá v automobilovém průmyslu. Většina spalovacích motorů má účinnost 15 až 20 %, a horní hranice ocelových motorů leží na úrovní 37 %. Špičkové poslední speciály (a patřičně drahé) motorů Formule 1 vyrobené z “exotických” materiálů mají účinnost až 47 %.

SolarStratos

Klasické termoelektrické generátory jsou neforemná a robustní zařízení. Jihokorejský termoelektrický film sice není tak účinný, ale dá se aplikovat na celý povrch.
foto: UNIST

Většina energie u spalovacích motorů se ztrácí v podobě tepla. Auto ale přijímá tepelnou energii i jinak – rozpálená černá karosérie auta může dosáhnout na přímém letním slunci teploty až 95 °C.

Teplo motoru i teplo karosérie bude možné v budoucnu přeměnit na elektrickou energii díky nové generaci termoelektrických (TE) článků. Právě speciální TE film korejských vědců lze nanést například na karosérii auta, na výfukové potrubí nebo na ocelovou konstrukci spalovacího motoru.

Film obsahuje polovodič tellurid bismutu, který je často používán v TE materiálech. Speciální postup výroby fixuje jeho částice v TE filmu dohromady. Film se jednoduše nanese na povrch a pak se zahřívá na vysoké teploty po dobu 10 minut, což zvyšuje jeho hustotu a umožňuje účinnější přeměnu tepelné energie na elektrickou energii.

termoelektrický film

Díky své tekuté formě lze termoelektrický film nanášet na jakýkoliv povrch.
foto: UNIST

Testy ukázaly, že zařízení natřené TE barvou vykazují výstupní výkon 26,3 mW/cm2. Tato hodnota je srovnatelná s běžným TE materiálem. Je také výrazně lepší než všechny ostatní TE prvky na bázi barev a past.

Připomeňme, že výkon TE generátoru není dán velikostí teploty, ale rozdílem teplot (teplotním spádem) na obou stranách TE generátoru. Právě díky rozdílu teplot polovodičový materiál generuje napětí (tzv. Peltier-Seebeckův jev).

Technologie jihokorejských vědců bude zvláště užitečná při zachycování tepla ze stěn a střech budov v letních měsících. TE film lze samozřejmě použit pro automobily a lodě – především s hybridním pohonem. Zachycená energie může pohánět elektrické přístroje a šetřit baterie i výkon motoru.

“Náš termoelektrický materiál může být nanesen na jakýkoliv zdroj tepla, bez ohledu na jeho tvar, typ a velikost,” uvedl profesor Jae Sung Son, vedoucí projektu. “Půjde o zcela nový typ obnovitelného zdroje elektrické energie.”

17 Comments on “Korejští vědci představili termoelektrický nátěr, který přemění teplo na elektřinu”

  1. A co koroze způsobená
    A co koroze způsobená procházejícím proudem nebo budoucí opravy karosérie a laku? Jak řekl technický ředitel Fordu, auta se ubírají směrem, že jejich cena díky složitosti neustále poroste a udržet je ve funkčním stavu víc jak 10 let nebo často kupovat nové bude nad finanční možnosti většiny obyvatel.

    1. vzhledem k tomu že i nissan
      vzhledem k tomu že i nissan do svých elektroautíček nešoupne větší baterky ikdyž dávno mohl jen proto aby se spalováky nadále prodávaly a ropák nedržkoval, je použití termoelektrickýho nátěru z říše snů 😉 Vše řídí politika soudruzi 😉 Technologie dávno jsou, ovšem zavřený v trezoru :)))

  2. Jestli to bude nákladné
    Jestli to bude nákladné jako
    https://cs.wikipedia.org/wiki/Peltier%C5%AFv_%C4%8Dl%C3%A1nek
    Tak to bude jen okrajová záležitost .

    První aplikaci TEG předvedlo BMW v roce 2008,systém instalovaný ve výfukovém potrubí měl výkon zhruba 200 Wattů.
    Zdroj: http://auto.idnes.cz/fyzika-v-praxi-podle-bmw-parni-turbiny-a-elektrina-z-tepla-p3a-/automoto.aspx?c=A110911_225827_automoto_vok

  3. tohle by mohlo zajimave
    tohle by mohlo zajimave fungovat coby silnicni nater, pokud to bude dostatecne porezni, mechanicky odolne a s dostatecnym gripem pro pneumatiky, mohli by silnice slouzit jako elektrarny, zaprve je tam teplo vytvarene diky pocasi, a zadruhe je tam teplo vytvarene trenim 🙂

    pri tehle ucinnosti jakou uvadej by to celkem sfouklo i fotovoltaicke panely, natre se tim strecha a voala mame strechu vyrabejici elektrinu 😀

    1. Ve vasem vypoctu nemate
      Ve vasem vypoctu nemate zohledneny tepelny rozdil mezi teplou a studenou stranou. Ten udaj take chybi v clanku. Zrejme ten co ho psal nepochopil vyznam. Uvadenych 26,3mW/cm2 muze byt treba pri rozdilu teplot 1000 Kelvinu. Nebo 100, nebo kdo vi kolika. Vase strecha bude nabizet odhadem max. delta 30 Kelvinu. To vam vystaci mozna na malou LED lampicku 🙁

Napsat komentář