200 лет эффекту Зеебека: история и применение термоэлектрических преобразователей в энергетике
В этом году празднуется 200-летие с открытия эффекта Зеебека. На лекции ты сможешь окунуться в его историю и узнать как и где можно использовать термоэлектрические преобразователи в качестве альтернативных источников энергии.
Комментарии
Поделитесь своими мыслями, используя поле для комментариев выше.
Конспект
Спикер: Александра Иванова, инженер научно-го образовательного центра энергоэффективностиь.
Лекция спикера начинается с истории эффекта Зеебека. Александра Иванова отмечает, что началась она с электромагнетизма. Зеебек начал искать доказательства о различийях электрических и магнитных явлений. Она повествует о том, что в одном из своих опытов он взял минусовый стержень, а также концы плюсового стержня, к ним прикрепил медную проволоку, а посередине разместил магнитную стрелку. Сжав медную проволоку пальцами, онб зафиксировал движение магнитной стрелки. Зеебек связал это с явлением термомагнетизма. Изучив данную работу, Эрстед опровергнул теорию термомагнетизма, связывая данное явление с электричеством. Научное сообщество поддержало мнение Эрстеда, однако название эффекта закрепилось за Зеебеком, как за первооткрывателем. Сущность термоэл
После изучения эффекта Зеебека, были открыты ещёе два эффекта: эффект Пельтье и эффект Томсона. Принцип эффекта Пельтье заключается в возникновении разности температур на концах спаев при пропускании тока через разнородные проводники. Эффект Томсона является ничем иным, как объединением эффекта Пельтье и Зеебека.
Попутно с открытиямию новых эффектов, эффект Зеебека, применение которого осуществлялось в области термоэлектрических батарей, приобретал свою популярность. После прорыва в области термоэлектричества, команда Абрама Фёдоровича Иоффе собрала термоэлектрический генератор, принцип работы которого был прост. Внутрь котелка в полевых условиях заливалась вода, которая доводилась до кипения. Разность температур кипения воды и горения костра давала разность потенциалов, питающуюая полевую радиостанцию.
Применение элементов Пелетье было задействовано в области производства автомобильных холодильников, которые питались от сети машины через USB- порт. Также, эффект Пелетье использовался для охлаждения микросхем и ПЗСпзс- датчиков. В случае термоэлектрических генераторов —- они тоже нашли широкое применение в радиоизотопных, атомных, солнечных и утилизационных областях. Говоря о материалах, используемых для производства электрических генераторов, спикер отметила их неодинаковую эффективность.
«Не любой материал может обладать одинаковой эффективностью при низких температурах и при высоких температурах. Есть низкотемпературные термоэлектрические материалы, среднетемпературные материалы и высокотемпературные материалы».
Ученые выяснили, что в 2021 году коэффициент полезного действия термоэлектрических генераторов повысился на 8% по сравнению с 2010 годом. Это позволяет прогнозировать разработки термоэлектрических генераторов с КПД, равным 40%, к 2040 году. Данный результат даст возможность их использования наравне с другими альтернативными источниками энергии.
