Самый эффективный термоэлектрический ионистор заряжается даже от солнечного тепла

В лаборатории органической электроники Линчёпингского университета (Швеция) разработали ионистор (суперконденсатор), который сверхэффективно преобразует тепло в электричество. Он может заряжаться от Солнца или собирать тепловую энергию с других источников, например, от какого-нибудь производственного процесса.

Ионистор не содержит дорогих или вредных материалов в сколько-либо значимых количествах и полностью подходит для изготовления в промышленных масштабах на существующих производственных линиях. Изобретатели сейчас оформляют патент. Они надеются, что новый тип термоэлектрических приборов найдёт широкое применение, так что мы не станем больше бесцельно рассеивать тепло в атмосферу.

Ионистор — конденсатор с органическим или неорганическим электролитом, обкладками в котором служит двойной электрический слой на границе раздела электролита и электрода. В связи с тем, что толщина двойного электрического слоя крайне мала, а площадь пористых материалов обкладок очень велика, запасённая ионистором энергия выше по сравнению с обычными конденсаторами того же размера.

При создании нового ионистора шведские учёные использовали термоэлектрический эффект (эффект Зеебека) — возникновение напряжения между контактами с разной температурой.

Много лет в лаборатории органической электроники экспериментировали с разными видами электролитов из ионов и токопроводящих полимеров. Положительно заряженные ионы маленькие и быстрые, а отрицательно заряженные молекулы полимеров относительно громоздкие и тяжёлые. При возникновении разности температур катионы движутся к холодному электроду быстро, а анионы остаются на месте. Заряд накапливается в слое из углеродных нанотрубок.

Исследователям удалось подобрать электролит в тысячи раз эффективнее всех существующих ионисторов на термоэлектрическом эффекте. Электролит сделан на основе полиэтиленгликоля (PEO) с добавкой NaOH (C(NaOH)=0,75mM). Один электрод ионистора изготовлен из золота, второй — из углеродных нанотрубок.

Авторы изобретения признаются, что сами не понимают, почему их термоэлектрический ионистор в 2500 раз эффективнее всех существующих.

Научная работа "Ionic Thermoelectric Supercapacitor" опубликована в журнале Energy & Environmental Science (pdf).

ссылка на оригинал статьи https://geektimes.ru/post/272658/