Projekt naplánovaný do roku 2023 podle autorů může radikálně zvýšit kapacity tohoto odvětví alternativní energetiky. O zahájení vývoje informovala univerzita.Termoelektrické generátory jsou jednoduché a spolehlivé zdroje elektrické energie, které nepotřebují obsluhu. Tyto systémy se používají na meteorologických stanicích, majácích, seizmických skenerech, automatickém zařízení na kosmických lodích, ponorkách a ropných vrtech, také za účelem katodové ochrany potrubí.Tyto systémy čerpají energii z teplotního spádu mezi horkým a studeným koncem termočlánku, jejich základ spočívá v Seebeckově jevu, jde o vznik elektrického napětí mezi dvěma konci elektrického obvodu, jež mají různé chemické složení a různou teplotu v místě styku. Vadou podobných generátorů je nízký koeficient produktivity práce, asi 6-8 %, a vysoká cena energie, přibližně 30 dolarů za 1 Watt.Klíčem k vývoji tepelných elektrogenerátorů nové generace jsou nové materiály s nízkou tepelnou vodivostí a vysokou elektrickou vodivostí, vysvětlili vědci. Tradičně se používají tuhé roztoky polovodičů navržené sovětským akademikem Ioffem. V těchto materiálech tvoří atomy různých prvků společnou krystalickou mřížku s nestálou strukturou, což podle vědců umožní snížit tepelnou vodivost bez velkých ztrát v elektrické vodivosti.Odborníci z výzkumné univerzity MIET navrhli zdokonalení zastaralého způsobu Ioffeho pomocí nanotechnologií. Cíl nového projektu vědců spočívá ve všestranném prozkoumání problému a předností různých typů nanostruktur, jež se dají vyvinout na základě tuhých roztoků polovodičů.„Tepelné elektrické materiály mají mít velmi nízkou tepelnou vodivost, přibližně jako sklo. Chceme toho dosáhnout snížením mřížkové tepelné vodivosti díky vytvoření zvláštní nanostruktury. Když bude nalezen způsob zvýšení tepelných elektrických vlastností materiálů aspoň dvoj nebo trojnásobně, pak tento druh energetiky bude stejně účinný jako tradiční,“ řekl vedoucí projektu, profesor Ústavu perspektivních materiálů a technologií Národní výzkumné univerzity MIET Alexej Šerčenkov.Nové tepelné elektrogenerátory mohou podle vědců vytvořit výbornou alternativu větrných mlýnů a slunečních baterií, které potřebují celou řadu podmínek pro efektivní fungování. Plánovaná hranice pracovních teplot nových materiálů činí víc než 900 stupňů Celsia.„Pro ovládání sestavy, struktury a parametrů zpracování nových materiálů potřebujeme podrobně prozkoumat jejich tepelné a elektrické fyzikální parametry. Nanostruktura není rovnovážný stav materiálu, proto není snadným úkolem udělat ji stabilní, například vůči pravidelnému zahřívání na téměř tisíc stupňů,“ poznamenal profesor z Ústavu perspektivních materiálů a technologií Národní výzkumné univerzity MIET Jurij Štern.Práce na technologii získání nových tepelných elektrických materiálů má být ukončena v roce 2023. Projektu, který dostal grant Ruského vědeckého fondu № 21-19-00312, se účastní postgraduální studenti a mladí vědci z univerzity MIET.