Санкт-Петербургские ученые создали ткань, генерирующую электроэнергию
Ученые Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна (СПбГУПТД) совместно с коллегами из Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН разработали ткань, способную гененрировать электрическую энергию. В состав такой ткани входят фоточувствительные нити из модифицированного углеродного волокна.
Фоточувствительные нити представляют собой химически чистое модифицированное углеродное волокно диаметром от 6 до 10 мкм, обладают повышенной стойкостью к атмосферному влиянию и химическим реагентам, имеют высокий модуль упругости и прочность на фоне низкой плотности и низкого коэффициента трения. Кроме того, углеродные волокна имеют почти нулевой коэффициент линейного расширения, что делает их незаменимыми в областях электроники и материаловедения.
Процесс модификации, разработанный на кафедре физики СПбГУПТД, заключается в помещение углеродного волокна в сильное электрическое поле. При таком воздействии исходная электронная или отрицательная проводимость волокна становится положительной или дырочной.
Разработанный метод дает возможность создания двух типов электрогенераторов. Один — термоэлектрический, который вырабатывает электроэнергию за счет наличия градиента температур между нагретой поверхностью ткани с модифицированным углеродным волокном и более холодной поверхностью, которой касается ткань с другой стороной. Второй тип — фотоэлектрический, он вырабатывает электроэнергию при падении света на ткань.
Для первого типа, или термоэлектрического генератора, чем больше градиент температур, тем больше вырабатываемая электроэнергия. Поэтому в качестве несущей ткани для такого генератора должен использоваться материал, выдерживающий большие температуры. Подобная ткань может применяться для теплоизоляции поверхности ракет и одновременно служить источником электроэнергии в открытом космосе, где градиент температур высокий за счет нагрева от Солнца.
«Модифицированное углеродное волокно обладает свойством генерировать электрический ток под воздействием падающего на него излучения электромагнитных волн. Изготовленная таким образом нить является источником фотоэлектродвижущей силы. Такое волокно вплетается в любой вид ткани, превращаясь при воздействии на него излучения в источник электрической энергии», — прокомментировал один из авторов разработки, заведующий кафедрой физики СПбГУПТД Константин Иванов.
