Elektrinu získame z odpadu. Pomôže umelej inteligencii aj elektrickým autám
Každé zadanie pre umelú inteligenciu, prevádzka elektromobilu či výrobná linka vytvárajú veľké množstvo tepla, ktoré dnes vo väčšine prípadov končí bez úžitku v okolí. Vedci z Južnej Kórei teraz predstavili objav, ktorý by mohol výrazne zvýšiť efektivitu technológií premieňajúcich odpadové teplo späť na elektrickú energiu.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneZa výskumom stojí tím z juhokórejskej univerzity POSTECH pod vedením profesora Chang-Ki Baeka. Vedcom sa podarilo objasniť mechanizmus, ktorý môže prekonať jednu z najväčších prekážok termoelektrických zariadení, nízku účinnosť kremíkových materiálov. Výsledky publikovali v prestížnom vedeckom časopise Nano Energy.
Objav prichádza v období, keď spotreba energie dátových centier, systémov umelej inteligencie aj elektromobilov neustále rastie. S rastúcim výkonom totiž rastie aj množstvo tepla, ktoré je potrebné odvádzať.
Práve jeho opätovné využitie patrí medzi najväčšie výzvy modernej energetiky. Ak by sa podarilo odpadové teplo efektívne premieňať na elektrinu, mohlo by to znížiť energetické straty v priemysle aj spotrebu elektrickej energie.
Kľúčom sú duté kremíkové nanotrubice
Termoelektrické zariadenia vyrábajú elektrinu výhradne z rozdielu teplôt. Takéto riešenia sa uplatňujú napríklad pri rekuperácii odpadového tepla vo fabrikách, chladení batérií elektromobilov alebo dokonca v jadrových batériách určených pre vesmírne sondy.
Doteraz sa však vo veľkej miere využívali materiály obsahujúce vzácne prvky, ako bizmut alebo telúr. Tie sú drahé, ich zásoby sú obmedzené a ceny výrazne ovplyvňuje situácia na svetových trhoch.
Kremík predstavuje oveľa dostupnejšiu alternatívu. Je jedným z najrozšírenejších prvkov na Zemi a zároveň je plne kompatibilný so súčasnou výrobou polovodičov. Jeho nevýhodou však bola nízka účinnosť pri premene tepla na elektrinu.
Vedci sa preto rozhodli zmeniť samotnú štruktúru materiálu. Namiesto klasických plných nanodrôtov vytvorili duté kremíkové nanotrubice, ktoré pripomínajú mikroskopické rúrky.
Výsledky boli prekvapivé. Nová konštrukcia znížila tepelnú vodivosť približne o 70 % v porovnaní s klasickými nanodrôtmi. Aj pri rovnakom pomere povrchovej plochy vykazovali nanotrubice približne o tretinu nižší prenos tepla.
Pomohol doteraz málo využívaný fyzikálny jav
Vedci zistili, že za týmto efektom stojí jav označovaný ako lokalizácia fonónov. Fonóny predstavujú kvázičastice opisujúce vibrácie, ktorými sa v pevných materiáloch prenáša teplo.

Pri lokalizácii sa tieto vibrácie nešíria celým materiálom, ale zostávajú zachytené v určitých oblastiach. Výskumníci tento jav prirovnávajú k vlnám, ktoré uviaznu za vlnolamom a nedokážu pokračovať ďalej.
Doteraz sa predpokladalo, že podobný efekt nastáva len pri extrémne nízkych teplotách alebo vo veľmi zložitých štruktúrach. Nový výskum však ukázal, že sa môže objaviť aj pri jednoduchých kremíkových nanotrubiciach a pri teplotách blízkych bežným prevádzkovým podmienkam.
Ak sa podarí tento mechanizmus preniesť do komerčných produktov, mohol by výrazne zvýšiť účinnosť systémov premieňajúcich odpadové teplo na elektrickú energiu. To by našlo uplatnenie nielen v priemysle, ale aj v dátových centrách, ktoré musia kvôli rozmachu umelej inteligencie odvádzať čoraz väčšie množstvo tepla.
Profesor Chang-Ki Baek zároveň upozornil, že technológia využíva bežné polovodičové výrobné procesy a nevyžaduje vzácne kovy. Práve to by mohlo výrazne uľahčiť jej budúce nasadenie vo veľkom meradle a znížiť závislosť od drahých surovín.
Čítajte viac z kategórie: Ekológia
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Na nový plynový kotol dávajú príspevok 1 500 €. Rozhoduje poradie, domácnosť musí platiť vopred

Európa hlási zlom v boji s emisiami. CO₂ začala ukladať 1,8 km pod morské dno

Nemci zapoja 2,5 milióna domácich batérií do siete. Ľudia môžu získať 400 eur ročne

EÚ spúšťa prvú solárnu povinnosť pre nové budovy. Slovensko musí určiť výnimky

Európske lesy sa blížia ku hrozivému kolapsu, ktorý ľudia nevidia. Ohrozené je aj Slovensko
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Neporiadok doma môže zvyšovať stres a úzkosť. Psychologička radí 5 otázok, ktoré ti pomôžu zbaviť sa zbytočností
PREMIUM84 miliónov pre neznámeho hokejistu: Je to viac, ako mal na začiatku Slafkovský. Bývalý reprezentant hovorí o veľkom riziku

Vinea na bilbordoch Zoroslava Kollára má dohru. Kofola od jeho strany teraz žiada konkrétny krok

Medveď naháňa strach v malej obci na východe Slovenska, občania spísali petíciu. Boja sa o svoju bezpečnosť

Známy odpadový gigant mieri k predaju za 620 miliónov eur. O veľký biznis bojoval miliardár s vplyvom na Slovensku
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- 13 rokov sme čakali na túto správu. Filmová legenda dostane pokračovanie, vráti sa aj Brad Pitt
- Netflix pridal na Slovensko skvelé filmy. Kazí to len jedna vec
- Veľmoc chystá jadrový prevrat. Po Európe rozmiestni 10 reaktorov takmer s výkonom Mochoviec
- Na ČSFD má 87 % a práve dostal pokračovanie. Seriálový klenot dorazil na Slovensko
- Rádioaktívny odpad z Černobyľa sa po desaťročiach presúva inam. Toto tam však nesmie skončiť
-
- 13 rokov sme čakali na túto správu. Filmová legenda dostane pokračovanie, vráti sa aj Brad Pitt
- Veľmoc chystá jadrový prevrat. Po Európe rozmiestni 10 reaktorov takmer s výkonom Mochoviec
- Má 4 400 koní a 7 MWh batériu: Tento elektrický obor nepotrebuje nabíjačku
- Rádioaktívny odpad z Černobyľa sa po desaťročiach presúva inam. Toto tam však nesmie skončiť
- Závod nemeckej značky u nás skončí po viac než 25 rokoch. Je jediný svojho druhu na svete
-
- Po 10 rokoch sa vrátili a trafili ropu. OMV potvrdilo nález nového ložiska s obrovskými zásobami
- Veľmoc hlási masívny nález uránu. 110 miliónov ton rudy môže urýchliť jej veľké jadrové plány
- Nový akčný film valcuje internet. Porazil Star Wars aj veľký hit Netflixu
- Plyn prehral vo všetkých troch prepočtoch. Najlacnejšie kúrenie na Slovensku však má veľký háčik
- 13 rokov sme čakali na túto správu. Filmová legenda dostane pokračovanie, vráti sa aj Brad Pitt
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Neporiadok doma môže zvyšovať stres a úzkosť. Psychologička radí 5 otázok, ktoré ti pomôžu zbaviť sa zbytočností
PREMIUM84 miliónov pre neznámeho hokejistu: Je to viac, ako mal na začiatku Slafkovský. Bývalý reprezentant hovorí o veľkom riziku

Vinea na bilbordoch Zoroslava Kollára má dohru. Kofola od jeho strany teraz žiada konkrétny krok

Medveď naháňa strach v malej obci na východe Slovenska, občania spísali petíciu. Boja sa o svoju bezpečnosť

