Materialele ieftine transformă căldura în electricitate

Așa-numitele generatoare termoelectrice transformă căldura uzată în electricitate fără a produce emisii de gaze cu efect de seră, oferind ceea ce pare un prânz gratuit.

Dar, în ciuda faptului că a ajutat puterea roverilor de pe Marte, costul ridicat al acestor dispozitive a împiedicat utilizarea lor pe scară largă. Acum, cercetătorii au găsit o modalitate de a produce termoelectrice ieftine care funcționează la fel de bine ca și cele scumpe.

Lucrarea ar putea deschide calea pentru o nouă generație de motoare auto mai ecologice, cuptoare industriale și alte dispozitive generatoare de energie, relatează pentru Science Magazine, Robert F. Service, reporter de știri din Portland, Oregon, SUA, care acoperă subiecte despre chimie, știința materialelor și povești despre energie.

În ultimele 2 decenii, cercetătorii au produs materiale termoelectrice cu ZT în creștere.

Recordul a apărut în 2014, când Mercouri Kanatzidis, un om de știință al materialelor la Universitatea Northwestern, și colegii săi au venit cu un singur cristal de selenură de staniu cu un ZT de 3,1.

Cu toate acestea, materialul a fost dificil de realizat și prea fragil pentru a putea lucra. „Pentru aplicații practice, este un non-starter”, spune Mercouri Kanatzidis.

Rezultatul, pe care îl raportează în numărul din luna augut 2021 al revistei Nature Materials, a fost nu numai o conductivitate termică sub cea a selenurii de staniu monocristal, ci și un ZT de 3,1.

„Acest lucru deschide ușa pentru noi dispozitive care vor fi construite din pelete policristaline de selenură de staniu și aplicațiile lor care urmează să fie explorate”, declară Mercouri Kanatzidis.

Trecerea prin ușa aceea va dura încă ceva timp. Selenura de staniu policristalină pe care o face echipa este înțepenită cu atomi de sodiu, creând ceea ce este cunoscut ca un material de tip „p” care conduce sarcini pozitive.

Pentru a crea dispozitive funcționale, cercetătorii au nevoie și de o versiune „de tip n” pentru a efectua sarcini negative.

Odată ce dispozitivele de selenură de staniu de tip n și de tip p sunt asociate, cercetătorii ar trebui să aibă o cale clară spre realizarea unei noi generații de generatoare termoelectrice ultra-eficiente.

Acestea ar putea fi instalate peste tot, de la conductele de evacuare ale automobilelor la încălzitoarele de apă și cuptoarele industriale, pentru a elimina o parte din 65% din energia combustibililor fosili care se termină ca căldură reziduală.

Foto Free stock photos

Cunoaşte Lumea --> Prima pagină