Новая технология превращает «потерянное» тепло серверов и электромобилей в электричество

Исследователи из южнокорейского университета POSTECH предложили инновационный метод существенного повышения эффективности термоэлектрической генерации, отказавшись от использования дефицитных и дорогостоящих компонентов. Секрет заключается в уникальной архитектуре кремния: на смену привычным монолитным нанонитям пришли полые нанотрубки, которые демонстрируют феноменальную способность к удержанию тепла.

Испытания показали, что теплопроводность таких структур сократилась на 70% относительно цельных аналогов. Даже при сопоставимой площади поверхности эффективность удержания энергии возросла на 33%.

Фундаментом открытия стал эффект локализации фононов — квазичастиц, ответственных за перенос тепловой энергии в твердых телах. В отличие от стандартного кремния, где тепло передается беспрепятственно, полые нанотрубки вынуждают значительную долю тепловой энергии «застревать» внутри материала, существенно замедляя процесс ее рассеивания.

Долгое время считалось, что реализовать подобный механизм при комнатной температуре в простых конструкциях практически невозможно. Однако команде ученых удалось доказать обратное, предложив архитектурное решение, не требующее сложных манипуляций.

Данная технология обещает стать незаменимой в условиях стремительного роста энергозатрат в таких сферах, как работа дата-центров для ИИ-инфраструктуры, сектор электромобилей и тяжелая промышленность.

Ключевой фактор — возможность замены редких и затратных материалов, таких как теллур и висмут, на доступный кремний. Это снимает проблему дефицита ресурсов и высокой стоимости термоэлектрических систем.

Разработчики убеждены, что полная совместимость с отработанными процессами изготовления микроэлектроники позволит в кратчайшие сроки интегрировать эту технологию, открыв путь к массовому созданию систем, способных превращать «бросовое» тепло в полезный электрический ток.

Источник: iXBT