Сотрудниками Центра энергоэффективности НИТУ «МИСиС» из России был разработан просто и экономичный способ изготовления материала, который используется для производства высокоэффективных термоэлектрических генераторов для космических аппаратов. Он позволяет напрямую преобразовывать тепловую энергию в электрическую.

Такая технология используется не только в космосе. Холодильные и энергетические установки давно применяют такой принцип, однако пока они далеки от совершенства, в том числе за счёт дороговизны.

Сам эффект преобразования тепловой энергии в электрическую обнаружил еще в 1821 году немецкий физик Томас Зеебек.

Полученные в НИТУ «МИСиС» термоэлектрические материалы сочетают в себе два вида атомов: жестко закрепленные в узлах кристаллической решетки, что обеспечивает высокую электропроводность, и свободно колеблющиеся, что резко снижает теплопроводность, потому что слабо связанные с кристаллическим каркасом атомы эффективно рассеивают тепло. Такого сочетания удалось добиться за счет создания интерметаллидов, кристаллическая структура которых содержит пустоты. Заполняя их «гостевыми» атомами без нарушения кристаллической решетки, ученые и получают необходимое сочетание свойств.

Нам удалось решить проблему за счет использования индия в качестве заполнителя и подбора исходного соотношения металлов, которое позволило синтезировать нужный термоэлектрический состав в открытом реакторе. Благодаря такому подходу мы смогли провести синтез в открытом реакторе всего за две минуты с последующим отжигом получившегося образца в течение пяти часов. Сочетание используемого материала и особенностей синтеза ускорило процесс создания в несколько десятков раз, что также сказывается и на стоимости получения таких материалов. При этом достигнутые значения термоэлектрической эффективности ZT = 1,5 стали рекордными для скуттерудитов с одним видом «гостевых» атомов

Член научной группы, сотрудник Центра энергоэффективности НИТУ «МИСиС» Андрей Воронин

К сожалению, о коммерциализации разработки пока ничего не сообщается