Продемонстрирована возможность прямого преобразования тепловой энергии в электрическую принципиально новым и, по всей видимости, очень эффективным методом.

Ученые из Калифорнийского института в Беркли разработали способ получения электричества непосредственно из тепловой энергии с помощью органических молекул, размещенных между металлическими пластинами.

Традиционные способы преобразования тепловой энергии в электричество очень не эффективны, так для получения 1 Вт электроэнергии потребуется 3 Вт тепла, при этом 2 Вт выделяются в окружающую среду. Температура, при которой это тепло выделяется, слишком мала, чтобы оно могло быть эффективно использовано в обычных тепловых двигателях.

В течение последних 50 лет ученые искали способ использования этих «тепловых отходов». Большинство предложенных ими конвертеров работало на основе термоэлектрического эффекта Зеебека – возникновения электродвижущей силы в цепи, состоящей из разнородных проводников, контакты между которыми находятся при разных температурах.

Однако, оказалось, что эффективность таких конвертеров не превышает 7%, тогда как КПД обычных тепловых двигателей составляет 20%. К тому же для их изготовления требовались редкие и дорогие металлы, такие как висмут и теллур, что препятствовало их массовому применению.

Исследователи из Калифорнийского университета под руководством проф. Аруна Маджумдара (Arun Majumdar) впервые измерили эффект Зеебека в органических молекулах и обнаружили, что они могут послужить основой для создания менее дорогих термоэлектрических преобразователей.

В ходе исследования ученые покрывали два золотых электрода молекулами бензолдитиола, дибензолдитиола или трибензолдитиола и нагревали их с одной стороны для получения разности температур. При увеличении разности температур на 1 градус ученые отмечали увеличение ЭДС на 8,7 мкВ для бензолдитиола, на 12,9 мкВ для дибензолдитиола и на 14,2 мкВ для трибензолдитиола. Максимальная разность температур, которая была достигнута в эксперименте, равнялась 30 С, сообщает EurekAlert.

По мнению разработчиков, несмотря на невысокие показатели, эта технология является первым шагом на пути к получению органического термоэлектричества. В настоящее время ученые исследуют различные металлы и органические соединения для создания более эффективного термоэлектрического преобразователя.