Δημιουργήθηκε το πιο αποδοτικό θερμοηλεκτρικό
Τελευταία επισκόπηση: 16.10.2021
Όλα τα περιεχόμενα του iLive ελέγχονται ιατρικά ή ελέγχονται για να διασφαλιστεί η όσο το δυνατόν ακριβέστερη ακρίβεια.
Έχουμε αυστηρές κατευθυντήριες γραμμές προμήθειας και συνδέουμε μόνο με αξιόπιστους δικτυακούς τόπους πολυμέσων, ακαδημαϊκά ερευνητικά ιδρύματα και, όπου είναι δυνατόν, ιατρικά επισκοπικά μελέτες. Σημειώστε ότι οι αριθμοί στις παρενθέσεις ([1], [2], κλπ.) Είναι σύνδεσμοι με τις οποίες μπορείτε να κάνετε κλικ σε αυτές τις μελέτες.
Εάν πιστεύετε ότι κάποιο από το περιεχόμενό μας είναι ανακριβές, παρωχημένο ή αμφισβητήσιμο, παρακαλώ επιλέξτε το και πατήστε Ctrl + Enter.
Χημικοί από το Northwestern University έχουν αναπτύξει ένα μοναδικό θερμοηλεκτρικό υλικό που μετατρέπει τη θερμότητα σε ηλεκτρική ενέργεια.
Είναι το καλύτερο υλικό του είδους του - η απόδοσή του είναι διπλάσια από όλα τα προηγούμενα γνωστά υλικά. Αυτή η ανακάλυψη μπορεί να είναι πολύ σημαντική για την ανάπτυξη της παγκόσμιας βιομηχανίας, δεδομένου ότι τα δύο τρίτα της ενέργειας που παράγεται για ανθρώπινες ανάγκες χάνεται με τη μορφή θερμότητας. Τα αποτελέσματα των εργασιών των ερευνητών δημοσιεύονται στις σελίδες του περιοδικού Nature.
Σύμφωνα με αυτό το άρθρο, το νέο υλικό αποτελείται από κόκκους τελοουρίδης μολύβδου και τελουρίδη στροντίου, καθώς και μια μικρή ποσότητα νατρίου. Αυτό το περιβαλλοντικά σταθερό υλικό μπορεί να μετατρέψει από 15 σε 20 τοις εκατό της θερμότητας που παράγεται στην παραγωγή ενέργειας σε χρήσιμη ηλεκτρική ενέργεια.
Νέο υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην αυτοκινητοβιομηχανία και τη βαριά βιομηχανία (για παράδειγμα, στην παραγωγή γυαλιού, τούβλων, διυλιστηρίων, σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από άνθρακα και φυσικό αέριο). Επιπλέον, ένα αποτελεσματικό θερμοηλεκτρικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μεγάλα πλοία και δεξαμενόπλοια, όπου οι μεγάλες μηχανές εσωτερικής καύσης λειτουργούν συνεχώς.
«Θερμοηλεκτρικό σύστημα μας είναι η πιο αποτελεσματική στον κόσμο σε οποιαδήποτε θερμοκρασία - λέει ο υδράργυρος Kanattsidis, επικεφαλής του προγράμματος και επικεφαλής συγγραφέας του άρθρου στο περιοδικό«Nature»-. Αυτό το υλικό μπορεί να μετατρέψει τη θερμότητα σε ηλεκτρική ενέργεια πιο αποτελεσματικά από οποιοδήποτε άλλο.» «Είμαστε συχνά ρώτησε πώς να λύσει το πρόβλημα της διατήρησης της ενέργειας, - προσθέτει ο συνάδελφός Kanattsidisa Vinayak Dravid -. Αλλά δεν υπάρχει καθολική λύση, η λύση πρέπει να είναι ολοκληρωμένη Thermoelectrics δεν μπορεί να λύσει όλα τα προβλήματα της ενέργειας, αλλά είναι ένα σημαντικό μέρος μιας ολοκληρωμένης προσέγγισης.».
Τα θερμοηλεκτρικά είναι ουσίες που έχουν την ικανότητα να παράγουν ηλεκτρισμό σε διαφορετικές θερμοκρασίες σε διαφορετικές περιοχές του υλικού. Η αποτελεσματικότητα ενός τέτοιου μετασχηματισμού καθορίζεται από δύο απαιτήσεις, οι οποίες από πολλές απόψεις αντιβαίνουν ο ένας στον άλλο. Ένα αποτελεσματικό θερμοηλεκτρικό θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν καλύτερο για τη διεξαγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας και ταυτόχρονα όσο το δυνατόν καλύτερα για τη διοχέτευση της θερμότητας.
Μια ουσία με πολύ χαμηλή αντίσταση δεν θα είναι μια αποτελεσματική θερμοηλεκτρική αν κάνει καλή θερμότητα. Για να επιτευχθεί χαμηλή θερμική αγωγιμότητα με υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα, οι επιστήμονες έχουν τροποποιήσει τη δομή του υλικού.
Οι ειδικοί πήραν το κλασικό θερμοηλεκτρικό μόλυβδο (PbTe) ως βάση και πρόσθεσαν εγκλείσματα των νανοκρύσταλλων τερμιδίου στροντίου εκεί. Παραβίασαν την οργανωμένη δομή του υλικού, αλλά δεν επηρέασαν την ηλεκτρική αγωγιμότητα και, συνεπώς, τη θερμική αγωγιμότητα.
Το αποτέλεσμα ευχαρίστησε τους επιστήμονες και, πιθανότατα, σύντομα θα ευχαριστήσει τις εταιρείες κατασκευής αυτοκινήτων, τα διυλιστήρια πετρελαίου και άλλα βιομηχανικά αντικείμενα στα οποία το νέο υλικό μπορεί να βοηθήσει στη μείωση των εισροών ενέργειας.