|  | 1 июля 2011 | Энергетика

Благодаря новому сплаву стало возможным преобразование высокой температуры непосредственно в электричество.

Мультиферромагнитный сплав


Новый сплав, имеющий невероятно сложную структуру, разработанный исследователями из университета Миннесоты, благодаря его уникальным свойствам может быть использован для непосредственного преобразования энергии высокой температуры в электрическую энергию. Этот сплав, мультиферромагнитное (multiferroic) соединение никеля, кобальта, марганца и олова может становиться как немагнитным материалом, так и магнитным, в зависимости от его температуры. При этом магнитное поле нового сплава, находящегося в магнитном состоянии, в несколько раз превышает магнитное поле обычных магнитов на основе железа.

Материалы-мультиферромагнетики одновременно обладают магнитными свойствами и сегнетоэлектрическими свойствами, т.е. постоянной электрической поляризацией. Такое совмещение двух кардинально противоположных свойств в пределах одного материала делает мультиферромагнетики очень редким видом материалов. Новый сплав, Ni45Co5Mn40Sn10, также относящийся к разряду мультиферромагнетиков, обладает своими свойствами благодаря обратимому фазовому преобразованию его структуры, когда один вид кристаллического строения материала превращается в другой под воздействием высокой температуры и наоборот. Для перехода из немагнитного в необычайно магнитное состояние нового материала необходимо весьма незначительное повышение температуры.

Новый сплав размещают внутри катушки индуктивности. Для усиления эффекта в конструкции генератора, в котором полностью отсутствуют движущиеся части, задействуется и постоянный редкоземельный магнит. Повышение температуры сплава, преобразовывающее сплав в магнитное состояние, приводит к резкому скачкообразному увеличению магнитного поля, что влечет за собой появление тока в катушке генератора. Таким образом, часть энергии, потраченной на нагрев сплава, переводится в вид электрической энергии, сплав остывает и теряет свои магнитные свойства. По мере нагрева сплава от высокой температуры окружающей среды снова происходит его преобразование в магнитный вид и последующий сброс накопленной тепловой энергии в электрическую энергию. И такой цикл может продолжаться до бесконечности.

Конечно, новый сплав обладает гистерезисом фазового перехода, который обуславливает прямые потери энергии. Но исследователи утверждают, что величина этого гистерезиса невелика, как и невелики потери энергии. Поэтому новый сплав может успешно использоваться для преобразования ненужной тепловой энергии в соответствующее количество электрической энергии.

Самым очевидным использованием нового сплава будут электрические генераторы, встраиваемые в выхлопные трубы автомобилей. Некоторые автомобилестроители уже давно работают над устройствами сбора тепловой энергии, которые могут преобразовывать тепло горячих выхлопных газов в электрическую энергию. К примеру, компания General Motors пытается для этого использовать сплавы из арсенида кобальта с некоторыми редкоземельными металлами. Помимо автомобилей, такие генераторы могут успешно использоваться на тепловых электростанциях и на промышленных предприятиях, которые сбрасывают в окружающую среду большое количество дармового тепла.

Результаты исследований, во время которых был разработан новый сплав, были опубликованы в журнале Advanced Energy Materials. А на приведенном ниже видеоролике можно воочию увидеть момент, когда под воздействием высокой температуры кусочек нового сплава приобретает магнитные свойства и притягивается к постоянному магниту.





Ключевые слова:
Сплав, Металл, Магнитный, Свойство, Высокая, Температура, Фазовый, Переход, Электричество, Электрическая, Энергия, Генератор

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Создан новый сплав, в три раза более прочный, нежели сталь, и в четыре раз ...
  • Новый магнитный материал позволит сделать менее дорогими электрические авто ...
  • Исследователи из лаборатории Беркли разработали материал, обладающий эффект ...
  • Сплавы платины и железа могут стать основой жестких дисков нового поколения
  • Новая магнитная система охлаждения – более экономичная, более бесшумная.




  • 1 июля 2011 11:32
    #1 Написал: Vaneo

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Эту технологию можно применять повсеместно: на спутниках, изучающих Солнце,а также в будущих реакторах ядерного синтеза и, вообще, везде, где есть тепло.Также позволит уменьшить габариты устройств,где не будет никаких электродвигателей и других крутящих моментов.
        
    2 июля 2011 01:13
    #2 Написал: CoJIb

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1155
    Ага создать спутничек который тепло солнца будет переводить на генерацию защитного поля, и сможет в плотнуюю приблизится к солнцу чтобы зачерпнуть немножко.
        
    2 июля 2011 18:01
    #3 Написал: RedElf

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Батареи, заряжающиеся от костра. Лазганы е!
        
    3 июля 2011 03:46
    #4 Написал: Aion2n

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Однако молодцы!
        
    14 декабря 2014 12:36
    #5 Написал: kt315b

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Сердечник ведь не остынет ниже критической температуры самостоятельно после того как сняли импульс тока в нагрузку,для повторного цикла придется тратить энергию на охлаждение
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.