تبدیل گرمای اتلاف‌شده به برق با ماده ترموالکتریک جدید

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا از نیواطلس، مهندسان دانشگاه نورث وسترن نوعی ماده ترموالکتریک توسعه داده‌اند که کارآمدترین ماده فعلی به شمار می‌رود. این پلی‌کریستالین جدید و بهبودیافته نوعی سلنید قلع تصفیه‌شده است که تمام خواص مناسب برای تبدیل شدن به یک ماده کاربردی با توانایی تبدیل گرمای اضافی به برق را دارد.

سیستم‌های ترموالکتریک با گرادیان دمایی (حرارت محسوس) برق تولید می‌کنند. حرارت دادن یک طرف از یک ماده خاص باعث می‌شود که الکترون‌ها از سمت گرمتر به سمت سردتر بروند که این امر باعث ایجاد جریان الکتریکی می‌شود. این فناوری می‌تواند به بازیافت انرژی گرمایی باقی‌مانده در دستگاه‌های برقی، نیروگاه‌ها، موتورها و حتی وسایل آشپزی کمک کند.

مواد ترموالکتریک برای جذب بهتر و بیشتر انرژی باید چند ویژگی خاص داشته باشند. این مواد باید رسانایی الکتریکی بالا اما رسانایی حرارتی پایین داشته باشند تا الکترون‌ها بتوانند به راحتی در آن جریان پیدا کنند و گرما نیز در یک طرف باقی بماند. مواد ترموالکتریک باید بتوانند به طور کارآمدی از گرادیان دمایی برق تولید کند، این مواد همچنین باید مقاومت بالایی در برابر حرارت زیاد داشته باشند.

وقتی این ویژگی‌ها در برابر یکدیگر سنجیده می‌شوند، عدد شایستگی را نشان می‌دهند. این عدد برای بیش از یک دهه زیر یک بود، در سال ۲۰۱۲ به ۲.۲ رسید و اخیراً نیز به ۲.۷ رسیده است. حال محققان نورث وسترن ادعا می‌کنند که عدد شایستگی را به ۳.۱ رسانده‌اند که در نوع خود رکورد به شمار می‌رود.

ترکیب کلیدی ماده ترموالکتریک جدید سلنید نام دارد. میزان شکنندگی سلنید در حالت تک بلور بسیار بالاست، بنابراین محققان تصمیم گرفتند که آن را به شکل پلی‌کریستالین یا چند بلور استفاده کنند تا ماده‌ای قوی‌تر بساند که آسان برش بخورد و به راحتی شکل بگیرد.

انتهای پیام/۴۰۲۱