Міжнародна команда вчених з штату Огайо, Державний університет Північної Кароліни та Китайської академії наук (усі вони є рівноправними авторами цієї статті журналу), придумала, як захопити тепло і перетворити його в електрику.
Це відкриття, опубліковане минулого тижня в журналі Science Advances , може створити більш ефективну генерацію енергії від тепла в таких речах, як вихлопи автомобілів, міжпланетні космічні зонди та промислові процеси.
"Через це відкриття, ми повинні мати можливість отримувати більше електричної енергії з тепла, ніж у нас сьогодні", — сказав співавтор дослідження Джозеф Гереманс, професор машинобудування та аерокосмічної техніки та відомий науковий співробітник Огайо з нанотехнологій Державного університету штату Огайо. "Це те, що досі ніхто не думав, що це можливо".
Відкриття засноване на крихітних частинках, званих парамагнітними — бітами, які не зовсім магніти, але які несуть деякий магнітний потік. Це важливо, адже магніти, нагріваючись, втрачають магнітну силу і стають тим, що називають парамагнетиками. Потік магнетизму — те, що створює тип енергії, що називається термоелектрикою, що тягне магнон, те, що до цього відкриття не можна було використовувати для збору енергії при кімнатній температурі.
"Колись загальноприйнятою мудрістю було те, що якщо у вас є парамагнетик і ви нагріваєте його, нічого не відбувається", — сказав Гереманс. "І ми виявили, що це неправда. Ми знайшли новий спосіб проектування термоелектричних напівпровідників — матеріалів, які перетворюють тепло в електрику. Звичайні термоелектрики, які у нас були протягом останніх 20 років, або занадто неефективні, і дають нам занадто мало енергії, тому вони насправді не широко використовуються. Ми змінили це розуміння".
Магніти є важливою частиною збору енергії від тепла: Коли одна сторона магніту нагрівається, інша сторона – холодна, стає більш магнітною, виробляючи спін, який штовхає електрони в магніті і створює електрику.
Парадокс, однак, полягає в тому, що, коли магніти нагріваються, вони втрачають більшість своїх магнітних властивостей, перетворюючи їх на парамагнетики — "майже не зовсім магніти", називає їх Гереманс. Це означає, що до цього відкриття ніхто не думав використовувати парамагнетики для збору тепла, оскільки вчені вважали, що парамагнетики не здатні збирати енергію.
Однак дослідницька група виявила, що парамагніти штовхають електрони лише мільярдну мільйонну частину секунди — достатньо довго, щоб зробити парамагнетики життєздатними ефективно збирати енергію. Передбачається, що відкриття вчених може знайти широке застосування в промисловому виробництві, де втрати розсіювання тепла особливо великі.
Якщо вам цікаві новітні розробки в науковій та технічній сфері, підпишіться на електронну версію нашого журналу. 
Там ви знайдете ексклюзивні матеріали, які не були опубліковані на нашому сайті!