С самого начала Великой Отечественной войны советские партизаны начали использовать термоэлектрический регулятор, который получил обиходное название «партизанский котелок» – при помощи этого устройства можно было в походных условиях заряжать питание переносных радиостанций.
Идея ТГ-1 возникла еще до войны
Как писал советский ученый, специалист в области термоэлектричества и технологии материалов для преобразования энергии, академик НАН Украины Лукьян Анатычук, один из самых известных отечественных физиков, академик Абрам Иоффе, начал продвигать идею использования полупроводников для преобразования тепловой энергии в электрическую, уже в 1940 году. Тогда же в Ленинградском физико-техническом институте был создан первый термоэлектрогенератор на основе полупроводниковых термобатарей.
Два десятка термоэлементов в основе которых был сернистый свинец, имеющий отрицательный и положительный типы проводимости, составляли костяк термоэлектрогенератора, обладавшего мощностью порядка двух ватт и коэффициентом полезного действия (КПД) почти 3 %.
Применение «партизанского котелка»
Советский популяризатор науки Глеб Анфилов в своей книге «Что такое полупроводник» писал, что у первого советского термоэлектрогенератора ТГ-1 любопытная история практического применения: до Великой Отечественной варианты разработки подобных устройств не выдерживали испытаний – результаты исследований показывали, что данные приборы неэффективны.
Но «партизанский котелок», прадед современных теплоэлектрогенераторов, оказался действенным, и был оценен даже гитлеровцами (их разведка была осведомлена о наличии в РККА таких «зарядников») – у Третьего рейха подобных устройств и в помине не было.
В «котелке», по форме напоминавшем крестьянский чугунок, помещали устройство с полупроводниковыми элементами (полупроводниковыми термопарами). Затем туда наливалась холодная вода. Емкость подвешивалась над разведенным костром. Пламя нагревало вместе с дном «котелка» спаи термоэлементов, изготовленные из особого сплава – сурьмы, цинка и констана. Холодная вода охлаждала второе дно и спаи SbZn в посудине. В спаях при этом температура разнилась в диапазоне до 250°С. В результате вырабатывалась электроэнергия, которой хватало для питания коротковолновой радиостанции «Север», чаще всего использовавшейся партизанами и разведгруппами в Великой Отечественной войне – такой «чайник» давал электрическую мощность почти в 10 ватт.
… Информации о масштабах поставок в партизанские отряды (и в принципе на фронты в Великой Отечественной войне) подобных «зарядных устройств» или исследований, подкрепленных документальными свидетельствами, до сих пор не опубликовано. Известно только, что промышленное производство ТГ-1 было налажено в СССР в 1943 году. Глеб Анфилов писал, что после войны советские ученые активно продолжали заниматься усовершенствованием термоэлектрогенераторов. В 1950-х годах дровяная печь-термоэлектрогенератор давала уже до 200 ватт электроэнергии.
Современные радиоизотопные термоэлектрогенераторы – бортовые источники электропитания, обеспечивающие работу космических аппаратов, таких как «Кассини» и «Новые горизонты». Было время, когда ими оснащались навигационные маяки, радиомаяки, метеостанции и другое оборудование в местах, где отсутствовала возможность использовать другие источники электропитания. Сейчас термоэлектрические генераторы используются, в частности, в автомобилестроении – они необходимы для нормализации работы выхлопной системы автотранспорта.