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

Má hodnotu 60 miliárd eur. Na západe Európy našli ložisko 34 miliónov ton vzácneho paliva

Európania opäť kupujú tepelné čerpadlá. Krajiny našli jednoduchý trik, Slováci však majú smolu

Počasie odhalilo achillovú pätu moderných domov. Ľudia riešia ťažkú dilemu

Vedci spravili z morskej vody energetický poklad. Našli spôsob, ako z nej vyrobiť vodík a sladkú vodu

Slováci si pri kúrení musia dať obrovský pozor. Za toto doma riskuješ pokutu až 5 000 eur
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Slováci rozdávali politikom známky ako v škole. Šimkovičová prepadla, prekvapil víťaz

Rodina 160 rokov potichu budovala potravinárske impérium. Vyrába jedlo, ktoré si Slováci obľúbili

Slovenskí zamestnávatelia vo veľkom naberajú ľudí nad 50 rokov: Vekové stereotypy ustupujú tvrdej realite

Lidl varuje pred nebezpečnou baktériou. Tento výrobok môžu mať Slováci stále doma

Matkám odpustia dane, kočíkovné má stúpnuť na 1 000 eur a seniorom chcú zvýšiť dôchodky. Má to však háčik
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Automobilky majú veľkú dilemu: Kia povedala pravdu o EV, ktorú Brusel nechce počuť
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Kúpia pokročilé systémy za milióny eur
- Skylink na Slovensku končí. Nahradí ho známa značka, diváci dostanú nové TV stanice
- Predbehla Netflix a rastie ďalej. Slovenská streamovacia služba prilákala 800-tisíc divákov
- Pred dvoma rokmi ohúril svet a teraz sa vracia. Nový akčný film už o pár dní dorazí online
-
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Kúpia pokročilé systémy za milióny eur
- Skylink na Slovensku končí. Nahradí ho známa značka, diváci dostanú nové TV stanice
- Automobilky majú veľkú dilemu: Kia povedala pravdu o EV, ktorú Brusel nechce počuť
- Po 40 rokoch sa vrátili do zlatej bane a našli jackpot. Kritický materiál dostanú zbrane budúcnosti
- Predbehla Netflix a rastie ďalej. Slovenská streamovacia služba prilákala 800-tisíc divákov
-
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Kúpia pokročilé systémy za milióny eur
- Černobyľ po 40 rokoch opäť prekvapil vedcov. Odhalili nečakanú vlastnosť rádioaktívneho paliva
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Skylink na Slovensku končí. Nahradí ho známa značka, diváci dostanú nové TV stanice
- Automobilky majú veľkú dilemu: Kia povedala pravdu o EV, ktorú Brusel nechce počuť
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

Slováci rozdávali politikom známky ako v škole. Šimkovičová prepadla, prekvapil víťaz

Rodina 160 rokov potichu budovala potravinárske impérium. Vyrába jedlo, ktoré si Slováci obľúbili

Slovenskí zamestnávatelia vo veľkom naberajú ľudí nad 50 rokov: Vekové stereotypy ustupujú tvrdej realite

Lidl varuje pred nebezpečnou baktériou. Tento výrobok môžu mať Slováci stále doma

