Тепло, яке ми щодня втрачаємо, може стати джерелом енергії. Двигуни, заводи, електростанції — майже всюди значна частина енергії просто розсіюється у вигляді тепла. Тепер японські дослідники зробили крок до того, щоб цю «втрату» навчитися використовувати. Команда науковців з Японії розробила нову матеріальну систему, здатну ефективно перетворювати теплову енергію на електричну. Ключову роль у цій технології відіграє сполука дисиліцид молібдену (MoSi₂) — матеріал із незвичайними електричними властивостями. Чому перетворення тепла — це важливо У промисловості від 20 до 50% енергії втрачається у вигляді тепла. Це означає, що половина палива фактично «йде в повітря». Термоелектричні пристрої здатні вловлювати це тепло й перетворювати його на електрику — без рухомих частин, шуму чи шкідливих викидів. Такі технології можуть: підвищити ефективність двигунів і промислових установок, забезпечити живлення для сенсорів у віддалених місцях, зменшити загальні енергетичні втрати. У чому особливість нового матеріалу Більшість сучасних термоелектричних пристроїв працюють за принципом «уздовж потоку тепла»: електрика генерується в тому ж напрямку, що й тепло. Для цього потрібно складати разом шари різних напівпровідників, що ускладнює конструкцію та знижує ефективність через втрати на контактах. MoSi₂ працює інакше. Цей матеріал демонструє так звану поперечну термоелектричну дію — коли електрична напруга виникає перпендикулярно до напрямку теплового потоку. Це дозволяє створювати простіші, тонші й потенційно ефективніші пристрої. Незвична поведінка електронів Дослідники виявили, що MoSi₂ має унікальну властивість — залежну від напрямку провідність. Якщо вимірювати електричні характеристики вздовж різних кристалічних осей, матеріал поводиться по-різному: в одному напрямку — як один тип провідника, в іншому — як протилежний. Саме ця асиметрія дозволяє ефективно генерувати електрику з тепла без використання магнітного поля, що раніше було серйозним обмеженням для подібних технологій. Як це перевірили Команда провела як лабораторні експерименти, так і комп’ютерні розрахунки на фундаментальному рівні. Вони вимірювали: електричний опір, теплопровідність, термоелектричну напругу, поведінку носіїв заряду за різних температур. Результати зійшлися: MoSi₂ стабільно демонструє потрібні властивості, що робить його перспективним кандидатом для нових термоелектричних пристроїв. Що це дає на практиці Якщо використовувати тонкі плівки MoSi₂, ними можна покривати великі поверхні — наприклад, гарячі частини двигунів або промислового обладнання — і безпосередньо отримувати електричну напругу. Це означає: простішу конструкцію пристроїв, менші втрати енергії, кращу масштабованість. Крок до «зеленішого» майбутнього Автори дослідження зазначають, що їхня робота відкриває новий напрям у пошуку матеріалів для термоелектричних систем. У перспективі це може призвести до створення ефективних систем утилізації тепла, які допоможуть зменшити споживання палива та викиди CO₂. Дослідження опубліковане в науковому журналі Communications Materials і може стати важливою віхою на шляху до більш раціонального використання енергії.