Команда WSU разрабатывает диод Шоттки, который перерабатывает избыток тепла из электроники
Команда из Университета штата Вашингтон сделала диод Шоттки, который перерабатывает тепло от электроники, чтобы зарядить батарею. Но увидим ли мы когда-нибудь это на потребительском устройстве?
Возможность преобразования избыточного тепла в электричество для электронных устройств была популярной идеей среди инженеров, ученых-матерей, исследовательских групп университетов в последнее время. Д-р Yi Gu и его команда из Университета штата Вашингтон разработали устройство, называемое диодом Ван-дер-Ваальса Шоттки, которое, как он надеется, может сделать мечтой превратить избыточное тепло от электроники и автомобиля в полезное электричество.
Исследовательская группа доктора Гу в Отделе физики и астрономии WSU. Изображение предоставлено Университетом штата Вашингтон
Диод ван-дер-ваальса Шоттки
В чем разница между диодом Ван-дер-Ваальса Шоттки и обычным диодом Шоттки? Как обычный диод Шоттки, диод ван-дер-Ваальса направляет электричество в определенном направлении. Что разделяет диод ван-дер-ваальса Шоттки, это материал, из которого он сделан: многослойный микроскопический кристаллический селенид индия.
Представление селенида индия. Изображение предоставлено Университетом Манчестера
Эти двумерные атомные гетероструктуры называются ван-дер-ваальсовыми. Большинство конструкций Ван-дер-Ваальса изготовлены из графена и других соединений на основе углерода. По словам партнера Gu, физика WSU Мэтью МакКлюски, этот материал не имеет примесей или дефектов на интерфейсе, где металл и полупроводниковые материалы соединены вместе, что позволяет электричеству путешествовать через устройство с почти 100% -ной эффективностью.
Гетероструктура Ван-дер-Ваальса. Предоставлено группой Kim в Гарвардском университете
Исследование доктора Гу было опубликовано в журнале «Письма о физической химии».
Приложения и проблемы
Утилизация тепла от электроники и автомобилей приведет к созданию жизнеспособного возобновляемого ресурса, который ждет использования. Если д-р Гу и его команда могут найти способ производства кристаллического селенида индия недорого, скорее всего, рынок для него.
Конечно, в настоящее время это устройство для переработки тепла слишком экспериментально для любого практического применения. В интервью доктор Гу говорил о том, что он смонтирован на чем-то вроде выхлопной трубы для автомобилей. Если он еще не может поместиться на автомобиле, то этот дизайн имеет долгий путь, прежде чем он сможет вписаться в потребительское устройство, не говоря уже о мобильном устройстве.
Кристаллический селенид индия, используемый для этих диодов, звучит очень сложно, что может сделать его слишком дорогостоящим для любых потребительских продуктов. Доктор Dr. Guie Dr. Matthew McCluskey создал стартап-компанию Klar Scientific, которая разрабатывает специализированные микроскопы и другие оптические инструменты для улучшения материалов, изготовленных из конструкций Ван-дер-Ваальса, таких как селенид индия.
Модульный сканирующий конфокальный микроскоп с цифровой обработкой изображений, подобный этому, используется для просмотра ван-дер-Ваальса. Изображение предоставлено Университетом штата Вашингтон
Эти диоды Van der Waals Schottky должны будут собирать много энергии, потому что мы уже можем заряжать что-то вроде батареи телефона, используя энергию от генератора автомобиля. Это может пригодиться в дороге для электромобилей, которые могут использовать все дополнительное электричество, которое они могут получить, чтобы улучшить свой диапазон, чтобы быть более конкурентоспособными с бензиновыми двигателями.
Хотя вероятность коммерческого успеха технологии в ближайшее время невелика, трудно не укорениться в дизайне, который может превратить побочный продукт в электричество. Я составил список других проектов в разработке, которые конвертируют побочные продукты в энергию ниже:
- Новая гибкая биотопливная ячейка, предназначенная для износа, экстрагирует энергию от пота
- Сбор солнечной энергии из космоса
- Алмазные батареи могут использовать ядерные отходы для производства электроэнергии
Есть ли технология, которая вас возбуждает? Дайте нам знать об этом в комментариях!
Рекомендуемое изображение предоставлено Nature.com.