Традиционные термоэлектрические устройства генерируют ток за счет движения тепла от более горячих областей к более холодным. Однако новое устройство использует иной механизм — эффект разделения зарядов. Под воздействием тепла воздуха отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные «дырки» в материале начинают двигаться в противоположные стороны, создавая электрический ток.
Основу нового генератора составляют органические соединения, которые легко переносят электроны между своими слоями. Ученые создали многослойную структуру, включающую фталоцианин меди, гексадекафторфталоцианин меди, фуллерен и батокупроин. Такая комбинация позволила добиться напряжения холостого хода в 384 милливольта и плотности тока короткого замыкания 1,1 мкА/см², что привело к максимальной выходной мощности 94 нановатта на квадратный сантиметр.
Хотя текущая мощность устройства невелика, сам факт работы при комнатной температуре открывает возможности для использования в маломощных генераторах и носимых устройствах, где высокие температуры недоступны. Ведущий автор исследования, профессор Чихая Адачи, отметил, что дальнейшие эксперименты с другими материалами и увеличение площади устройства могут значительно повысить его эффективность.
Исследование, опубликованное в Nature Communications, подчеркивает потенциал органических материалов в термоэлектрической генерации и открывает новые перспективы для разработки энергоэффективных решений, которые могут использовать тепло окружающей среды для выработки энергии.
