Эффект Зеебека: Впервые создана термобатарея из жидких металлов

Исследователи из Высшей нормальной школы (ENS) в Париже впервые наблюдали термоэлектрический эффект (эффет Зебека) на границе двух жидких металлов. Это открытие может привести к созданию новых устройств для получения энергии из тепловых отходов и улучшению жидкометаллических батарей.

Эксперимент проводился с двумя металлами, жидкими при комнатной температуре: галлием и ртутью. Исследователи налили ртуть в цилиндр с охлажденными стенками, а сверху добавили слой галлия. В центре цилиндра находился нагреватель, создающий температурный градиент на границе двух металлов. Погруженные в жидкости провода измеряли возникающие электрические поля.

В ходе эксперимента был обнаружен сложный турбулентный электрический ток. Ток поднимался через ртуть с горячей стороны камеры к холодной, затем пересекал границу в галлий и возвращался обратно. Были зафиксированы несколько таких циклов. Также наблюдались участки, где не было плотности тока, что связано с турбулентным и нелинейным характером теплового потока в жидкостях. Плотность тока в жидкостях оказалась значительно выше, чем в твердых металлах, что открывает возможности для создания высокоэффективных устройств для преобразования тепла в электричество.

Исследователь Кристоф Жиссинже отметил, что ученые ранее не исследовали термоэлектрический эффект в жидкостях из-за сложности измерений и недостатка целенаправленных исследований. Жиссинже и его команда планируют провести дополнительные эксперименты, чтобы проверить свои идеи в прототипах батарей.

Дуглас Келли из Университета Рочестера считает, что это открытие может быть значимым для жидкометаллических батарей, где движение жидкого металла важно для их работы. Это открытие также может помочь понять процессы, происходящие на планетах, таких как Юпитер, где подобные термоэлектрические эффекты могут способствовать созданию магнитного поля.

Учитывая фундаментальную важность и многочисленные потенциальные применения, исследования в этой области активно продолжаются. Дальнейшие открытия и углубленное понимание термоэлектрических процессов на границах жидких металлов могут привести к кардинальному пересмотру существующих представлений и создать условия для революционных инноваций в самых разных областях, от энергетики до вычислительной техники.