Вы здесь

Уникальные свойства наноструктурных материалов для низкотемпературных термофотоэмиссионных преобразователей энергии


Номер работы - M 1 ДОПУЩЕНА К УЧАСТИЮ

Представлено Институтом металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины.

Авторы: к. ф.-м. н. Аникеев В.В., Сидорченко И.М.

Целью работы является задействование новых подходов к выбору и синтезу материалов, а также новых принципов их использования, что позволяет улучшить технические характеристики термофотоэмиссионных устройств на основе новых материалов по сравнению с традиционными, в частности, существенно уменьшить температуру эмиттера (менее 800оC) при термоэмиссионном преобразовании тепловой энергии.

Авторами на основе теоретических и экспериментальных исследований установлено, что полученные образцы, в частности, углеродсодержащие нанокомпозиты на основе металлов и полимеров, имеют уникальные электронные свойства, открывающие широкую перспективу использования таких материалов в приборах и системах на их основе в области энергоэффективных и ресурсосберегающих технологий инновационной энергетики, в том числе альтернативной.

Предложены пути решения задач поиска, создания и сертификации перспективных углеродных наноструктурных материалов и их композитов для низкотемпературных термофотоэмиссионных преобразователей энергии, а также реализованы оригинальные методики, включая метод электронно-позитронной аннигиляции, для определения и контроля дефектности таких материалов, параметров их электронной структуры и механизмов влияния этих параметров на электрофизические свойства указанных систем.

По сравнению с мировыми аналогами энергия лазерного импульса, при которой начинается электронная эмиссия, для композита LaNi5–углеродные нанотрубки (УНТ) имеет гораздо меньшее значение, чем для традиционных катодов из тугоплавких металлов (с рабочими температурами около 1800ºС). То есть УНТ и их композиты являются более эффективными эмиттерами электронов, чем традиционные катоды из тугоплавких металлов, что открывает перспективы создания низкотемпературных эмиттеров для прямых преобразователей тепловой энергии с рабочими температурами менее 800ºС.

Экономический эффект от внедрения низкотемпературных катодов в новом типе термоэмиссионных преобразователей (ТЭП) обусловлен не только повышением эффективности самих ТЭП, но и возможным увеличением коэффициента полезного действия традиционных энергогенерирующих станций за счёт утилизации сбрасываемого ими тепла путём его термоэмиссионного преобразования в электрическую энергию. Новый тип катодов для ТЭП способствует внедрению последних и в других сферах промышленности, в частности, в металлургии, где также не в полной мере используется тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива. Кроме того, более полное использование энергии топлива способствует минимизации теплового и химического загрязнения окружающей среды и уменьшению объёмов потребления самого топлива из невозобновляемых источников.

Количество публикаций: 43, в т.ч. по тематике работы 37, из них 15 статей и 22 тезиса докладов. 

n/a

n/a

Комментарии