наши создают холодильник без фреона
Российские ученые создали полупроводник, теплопроводность которого более чем вдвое ниже, чем у всех известных аналогов. Это значительный успех на пути к материалам для термоэлектрического охлаждения. А значит - и к надежным бесшумным холодильникам, не нуждающимся в хладагентах.
Московским ученым удалось создать полупроводник, имеющий аномально низкую теплопроводность (0,45 Вт/мК). Это в 2,5 раза меньше, чем у известных коммерчески доступных материалов. Серьезных успехов в разработке сложных полупроводниковых клатратов добился коллектив химиков МГУ им. М.В. Ломоносова. Совсем недавно клатраты, от латинского clatratus - защищенный решеткой, были чем-то экзотическим даже в глазах химиков-профессионалов. Теперь при описании подобных структур кавычки опускают, а клатраты рассматривают как исключительно перспективные термоэлектрические материалы.
Особенностью этих удивительных соединений является то, что в геометрически выверенных полостях клатратов («хозяев»), как в клетках, бьются «гости» - одиночные атомы или ионы, не связанные прочными ковалентными связями с окружающими их атомами. Правда, без таких «гостей» и сами «хозяева» существовать не могут.
Об особенностях термоэлектриков - материалах для активного охлаждения, и работе устройств на их основе рассказал руководитель работы доктор химических наук профессор А.В.Шевельков: «Представим себе простейшее устройство, состоящее из двух из соединенных полупроводников n- и p-типа. При пропускании электрического тока в направлении от n- к p-полупроводнику носители зарядов - электроны (n) или дырки (p) - удаляются прочь от рабочего контакта, унося с собой тепло. Следовательно, рабочий контакт, называемый также активным элементом, охлаждается. Если создать батарею из соединенных между собой простейших устройств, можно добиться охлаждения почти на 150 градусов».
Чтобы сделать подобные устройства, нужны соответствующие материалы с казалось бы противоречивыми свойствами - они должны хорошо проводить электричество и плохо - тепло. Те, что есть, работают пока не очень эффективно, и их свойства позволяют делать устройства для охлаждения электронной и лазерной аппаратуры, максимум - сумки-холодильники. Но, чтобы конкурировать с компрессорами обычных холодильников, термоэлектрики должны работать как минимум вдвое эффективнее, чем сейчас. Возможно, проблему удастся решить с помощью термоэлектриков на основе полупроводниковых клатратов.
«Дело в том, что, очень упрощенно говоря, в таких соединениях носители тепла и электричества пространственно разделены, - продолжает Андрей Владимирович. В том смысле, что каркас клатратов (хозяин) обладает электропроводностью - по нему перемещаются носители зарядов. А гости - атомы в полостях - своими колебаниями рассеивают тепло, обеспечивая материалам в целом низкую теплопроводность».
Как раз такие материалы - клатраты с каркасом из атомов олова, фосфора и некоторых других элементов, «в гостях» у которых - атомы иода, хлора или, например, теллура, создают и исследуют, причем весьма успешно, А.В. Шевельков и его коллеги. Работа это очень непростая. Синтезировать клатраты нужного состава, а потом и доказать, что все атомы в них расположены строго на своих местах, нелегко. Еще труднее добиться нужных свойств, в первую очередь - высокой термоэлектрической эффективности. Однако первые успехи, в том числе и создание полупроводника с уникально низкой теплопроводностью, уже достигнуты.
В настоящее время исследователи работают сразу в нескольких направлениях. Среди них - разработка материала, который способен работать при низких (ниже 160 К) температурах - это нужно для того, чтобы в будущем сделать термоэлектрические охладители для работы сверхпроводников. И, конечно, это разработка материалов, которые в перспективе можно будет использовать в промышленных и бытовых холодильниках нового типа, огромное преимущество которых будет заключаться в том, что они в них не будет содержаться движущихся частей и вредных химических хладагентов - фреонов, что означает чрезвычайную надежность и экологическую безопасность.
Московским ученым удалось создать полупроводник, имеющий аномально низкую теплопроводность (0,45 Вт/мК). Это в 2,5 раза меньше, чем у известных коммерчески доступных материалов. Серьезных успехов в разработке сложных полупроводниковых клатратов добился коллектив химиков МГУ им. М.В. Ломоносова. Совсем недавно клатраты, от латинского clatratus - защищенный решеткой, были чем-то экзотическим даже в глазах химиков-профессионалов. Теперь при описании подобных структур кавычки опускают, а клатраты рассматривают как исключительно перспективные термоэлектрические материалы.
Особенностью этих удивительных соединений является то, что в геометрически выверенных полостях клатратов («хозяев»), как в клетках, бьются «гости» - одиночные атомы или ионы, не связанные прочными ковалентными связями с окружающими их атомами. Правда, без таких «гостей» и сами «хозяева» существовать не могут.
Об особенностях термоэлектриков - материалах для активного охлаждения, и работе устройств на их основе рассказал руководитель работы доктор химических наук профессор А.В.Шевельков: «Представим себе простейшее устройство, состоящее из двух из соединенных полупроводников n- и p-типа. При пропускании электрического тока в направлении от n- к p-полупроводнику носители зарядов - электроны (n) или дырки (p) - удаляются прочь от рабочего контакта, унося с собой тепло. Следовательно, рабочий контакт, называемый также активным элементом, охлаждается. Если создать батарею из соединенных между собой простейших устройств, можно добиться охлаждения почти на 150 градусов».
Чтобы сделать подобные устройства, нужны соответствующие материалы с казалось бы противоречивыми свойствами - они должны хорошо проводить электричество и плохо - тепло. Те, что есть, работают пока не очень эффективно, и их свойства позволяют делать устройства для охлаждения электронной и лазерной аппаратуры, максимум - сумки-холодильники. Но, чтобы конкурировать с компрессорами обычных холодильников, термоэлектрики должны работать как минимум вдвое эффективнее, чем сейчас. Возможно, проблему удастся решить с помощью термоэлектриков на основе полупроводниковых клатратов.
«Дело в том, что, очень упрощенно говоря, в таких соединениях носители тепла и электричества пространственно разделены, - продолжает Андрей Владимирович. В том смысле, что каркас клатратов (хозяин) обладает электропроводностью - по нему перемещаются носители зарядов. А гости - атомы в полостях - своими колебаниями рассеивают тепло, обеспечивая материалам в целом низкую теплопроводность».
Как раз такие материалы - клатраты с каркасом из атомов олова, фосфора и некоторых других элементов, «в гостях» у которых - атомы иода, хлора или, например, теллура, создают и исследуют, причем весьма успешно, А.В. Шевельков и его коллеги. Работа это очень непростая. Синтезировать клатраты нужного состава, а потом и доказать, что все атомы в них расположены строго на своих местах, нелегко. Еще труднее добиться нужных свойств, в первую очередь - высокой термоэлектрической эффективности. Однако первые успехи, в том числе и создание полупроводника с уникально низкой теплопроводностью, уже достигнуты.
В настоящее время исследователи работают сразу в нескольких направлениях. Среди них - разработка материала, который способен работать при низких (ниже 160 К) температурах - это нужно для того, чтобы в будущем сделать термоэлектрические охладители для работы сверхпроводников. И, конечно, это разработка материалов, которые в перспективе можно будет использовать в промышленных и бытовых холодильниках нового типа, огромное преимущество которых будет заключаться в том, что они в них не будет содержаться движущихся частей и вредных химических хладагентов - фреонов, что означает чрезвычайную надежность и экологическую безопасность.
S
Stephen-вумник (SSC-диаспора)
Вспомнил, как процы элементами Пельтье охлаждали... Тоже бесшумно, тоже батареями, но энергозатратно...
G
Guilty
чо-т текста маловато... Аффтар сдает позиции?
К
Колумб (вечно живой)
кто-то уже подсчитывал буквы? :-)
C
Copyr-T
Опа-на!
А наши учёные в магазины не ходят, где продают автомобильные холодильники без фреона?
Или это обманывают покупателя?
Или учёным з/п за что-то надо получать?
А наши учёные в магазины не ходят, где продают автомобильные холодильники без фреона?
Или это обманывают покупателя?
Или учёным з/п за что-то надо получать?
Z
Zлыдень
Непонимаю эти охладители. Если в одном месте охлаждается, значит в другом должно нагреваться. куда энергия девается???
Российские ученые создали полупроводник, теплопроводность которого более чем вдвое ниже, чем у всех известных аналогов. Это значительный успех на пути к материалам для термоэлектрического охлаждения. А значит - и к надежным бесшумным холодильникам,
не нуждающимся в хладагентах.
Браво ученым
наши создают холодильник без фреона
вместо фреона придумали использовать ваккум глубокой засоски
уже помоему хрен знает сколько времени назад придумали холодильник без фриона...
Z
Zлыдень
ваккум глубокой засоски
бугага!!! :D:D:-d
п
профессор
на сколько я понял, речь именно про элементы Пелтье. Хотя букв и вправду маловато :-) не разобрать
Обсуждение этой темы закрыто модератором форума.