Dažai jau seniai atlieka gerokai daugiau funkcijų, nei tiktai spalvos pakeitimas ar paviršiaus atsparumo padidinimas – jie gali ir izoliuoti šilumą, mažinti trintį, jau sukurti ir fotoelektriniai dažai, kurie nudažytą objektą paverčia saulės elementu, šviesos energiją konvertuojančiu į elektros energiją.
Naujame tyrime, paskelbtame žurnale Nature Communications pranešama apie dar vieną dažų rūšį – termoelektrinius dažus, šilumos energiją tiesiogiai verčiančius elektra.
Jais nudažytas paviršius, jeigu tik įkaista, pradeda generuoti elektros energiją, tuo pačiu aušdamas.
„Tikimės, kad termoelektrinis dažymo metodas gali būti taikomas likutinės šilumos panaudojimui didelio ploto šilumos šaltinio paviršiuose – pastatų, laivų korpusų,“, teigia šio tyrimo autoriai iš Korėjos Ulsano nacionalinio mokslo ir technologijų instituto (Ulsan National Institute of Science and Technology, UNIST).
„Pavyzdžiui, pastatų stogų temperatūra vasarą gali pakilti iki daugiau nei 50 °C. Juos nudažius termoelektriniais dažais galime didelius šilumos kiekius paversti elektros energija, tuo pačiu vėsindami pastatą.“
Įprastinės termoelektrinės medžiagos paprastai yra kietų plokštelių pavidalo, ir jomis yra padengiami šilumą spinduliuojantys paviršiai, pavyzdžiui, generatoriai, varikliai, šaldytuvai. Tačiau dažniausiai tokie paviršiai yra netaisyklingos formos, ir nepilnas kontaktas su termoelektrine plokštele lemia neišvengiamus šilumos nuostolius ir mažesnį efektyvumą – nemaža šilumos dalis nėra paverčiama elektra ir išsisklaido į aplinką.
Termoelektriniai dažai leidžia išvengti šio trūkumo, nes jie lengvai prilimpa prie beveik bet kokios formos paviršiaus.
Pagrindinis termoelektrinių dažų komponentas yra bismuto telūridas (Bi2Te3), kuris plačiai naudojamos ir įprastiniuose termoelektros generatoriuose.
Tyrėjai įrodė, kad termoelektrinius dažus galima dažyti ant įvairios formos šilumą spinduliuojančių paviršių. Juos paveikus maždaug 10 minučių 450 °C temperatūra, dažai suformuoja vientisą maždaug 50 mikronų storio plėvelę.
Bandymai parodė, kad paviršiai, nudažyti termoelektriniais dažais turi geresnį energijos konversijos efektyvumą nei įprastinės termoelektrinės medžiagos, pagamintos pastų pagrindu.
Be tradicinių pritaikymų, tyrėjai tikisi, kad termoelektriniai dažai ateityje galės būti pritaikyti ir medžiagų nudažymui, todėl tiks nešiojamiems mažo galingumo energijos konverteriams, leidžiantiems įkrauti išmaniuosius įrenginius, taip pat, padengus termolelektriniais dažais spausdintines elektronikos plokštes – ir autonominiams elektronikos prietaisams, taip pat tiktų ir trimačiam spausdinimui.
Mokslininkai planuoja toliau tęsti šias šiuos tyrimus. Jų tikslas yra sukurti atsparius atmosferos poveikiams dažus, kuriems nebereiktų poveikio aukšta temperatūra ir juos būtų galima dažyti didelius plotus, kaip ir įprastiniais dažais.
High-performance shape-engineerable thermoelectric painting
Daugiau:
Sukurta ypatingų šviesos sugerties savybių metamedžiaga
Ilgalaikėms apkrovoms atsparus asfalto mišinys – VGTU mokslininkų išradimas
Pradedančioji įmonė sukūrė dvigubai efektyvesnius saulės elementus
Filmas „Atgal į ateitį“ įkvėpė sukurti Saulės energija įkraunamus drabužius
KTU mokslininkai sukūrė unikalią medžiagą, tinkamą naujos kartos saulės elementų gamybai
Nauja gamykla gamins individualiai pastatams pritaikytus saulės modulius – fasado elementus