Исследователями университета Миннесоты был испытан новый материал, преобразующий слабое рассеянное тепло в электрический ток. Способ, предложенный учеными, никогда и нигде не применялся.
Сплав-мультиферроик с необычными возможностями
Авторами разработки являются ученые Vijay Srivastava (Виджай Шривастава), Kanwal Bhatti (Канвал Бхатти), Yintao Song (Иньтао Сун) и Richard James (Ричард Джеймс). Ими был испытан инновационный материал: экзотический слав — мультиферроик, в котором сочетаются сегнетоэлектрические и «сверхэластичные» магнитные свойства. Физикам удалось «сплести» ряд элементов на атомарном уровне. Полученный состав описывается упрощенной формулой Ni 45 Co 5 Mn 40 Sn 10 и при проведении серии опытов продемонстрировал необычные свойства и возможности.
В ходе эксперимента сплав подвергался быстрым обратимым фазовым превращениям. Одно твердое тело как будто заменялось другим по строению твердым телом. Уловив момент перехода, физики обнаружили резкие изменения магнитных свойств сплава. Именно это качество и было использовано в устройстве, преобразующем энергию.
При демонстрации установки ученые показали, что новый материал в начале эксперимента был немагнитным и по структуре являлся мартенситом. При незначительном повышении температуры он превратился в сильный ферромагнетик и стал аустенитом. Когда это случилось, необычный сплав поглотил тепло и самопроизвольно обратил его в электоэнергию при посредничестве катушки, окружающей деталь.
Прототип батареи на спинах и новая термоэлектрическая модель
Новое устройство отдаленно напоминает спиновую батарею, но не является ей. В спиновых батареях ЭДС возникала в специально подготовленной наноструктуре. Им пророчили роль первых хранилищ энергии в «квантовой форме». В 2009г. ученый Stewart E. Barnes (Стюарт Барнс) из университета Майами и его коллеги из университетов Токио и Тохоку сконструировали сэндвич, диаметр которого был не более человеческого волоса. Из нескольких чередующихся слоев немагнитных и магнитных материалов получилась эффективная «батарейка». Генерация ЭДС в статическом магнитном поле была возможна благодаря квантовым наномагнитам, содержащимся в туннельном магнитном переходе.
Группа ученых из Минессоты изобрели новый метод конверсии тепла в электричество. Открытием изобретателей является значительное снижение гистерезиса при фазовом превращении и уменьшение потерь тепловой энергии. Разработка стала одной из лучших в области термоэлектричества. Перспективной является концепция преобразования энергии при небольших разницах температур.