Учёные создали термостойкий материал для термоэлектрической энергетики и космоса — он без изменений выдерживает 1000 °C

Исследователи из Корейского института науки и технологий (KIST) создали термостойкий материал, не теряющий своих свойств при нагреве до 1000 °C, а также под воздействием жёсткого ультрафиолетового излучения. Ожидается, что он найдёт применение в сфере получения электрической энергии от тепла, а также в космосе, где поможет охлаждать спутники и корабли.

На Земле множество источников тепла, и это не считая энергии Солнца. Мы пока не научились эффективно превращать его в электрическую энергию напрямую. Из-за низкой эффективности современных термоэлектрических элементов наиболее выгодно сегодня работать с сильно нагретыми источниками. Чем выше его температура, тем лучше.

С другой стороны, по мере роста нагрева передающего тепло материала он начинает быстрее окисляться и ускоренно терять проводящие свойства. Группа южнокорейских учёных работала в этом направлении — искала материал, который не терял бы свои свойства при достаточно высоком нагреве и мог послужить проводником тепла от источника к приёмнику.

Традиционные тугоплавкие материалы, такие как вольфрам, никель и нитрид титана не подошли. Слишком активно они начинали окисляться при достижении максимальных температур. После поиска нужной формулы учёные остановились на оксиде станната бария, легированном лантаном (LBSO). Предложенный учёными процесс опирался на метод импульсного лазерного осаждения, что позволяло создавать тонкоплёночные покрытия из необычного материала.

После проверок оказалось, что тонкоплёночный LBSO не коробился и не терял своих теплопроводящих свойств при нагреве до 1000 °C и был стабилен в многослойном исполнении. Также он оказался устойчив к ультрафиолетовому излучению мощностью 9 МВт/см². Это делает его идеальным для аэрокосмического применения для отвода тепла от космических аппаратов под лучами Солнца.

«LBSO внесет свой вклад в решение проблемы изменения климата и энергетического кризиса путём ускорения коммерциализации производства термоэлектрической энергии», — уверены авторы работы, опубликованной в журнале Advanced Science.