De meest efficiënte thermo-elektrische is gemaakt
Laatst beoordeeld: 16.10.2021
Alle iLive-inhoud wordt medisch beoordeeld of gecontroleerd op feiten om zo veel mogelijk feitelijke nauwkeurigheid te waarborgen.
We hebben strikte richtlijnen voor sourcing en koppelen alleen aan gerenommeerde mediasites, academische onderzoeksinstellingen en, waar mogelijk, medisch getoetste onderzoeken. Merk op dat de nummers tussen haakjes ([1], [2], etc.) klikbare links naar deze studies zijn.
Als u van mening bent dat onze inhoud onjuist, verouderd of anderszins twijfelachtig is, selecteert u deze en drukt u op Ctrl + Enter.
Chemici van de Northwestern University hebben een uniek thermo-elektrisch materiaal ontwikkeld dat warmte omzet in elektriciteit.
Het is het beste materiaal in zijn soort - zijn efficiëntie is twee keer zo hoog als alle eerder bekende materialen. Deze ontdekking kan erg belangrijk zijn voor de ontwikkeling van de wereldindustrie, aangezien tweederde van de energie die voor menselijke behoeften wordt geproduceerd, verloren gaat in de vorm van warmte. De resultaten van het werk van de onderzoekers worden gepubliceerd op de pagina's van het tijdschrift Nature.
Volgens dit artikel bestaat het nieuwe materiaal uit korrels loodtelluride en strontiumtelluride, evenals een kleine hoeveelheid natrium. Dit milieuvriendelijke materiaal kan 15 tot 20 procent van de warmte die wordt gegenereerd bij de productie van energie omzetten in bruikbare elektriciteit.
Nieuw materiaal kan worden gebruikt in de auto- en de zware industrie (bijvoorbeeld in de productie van glas, baksteen, raffinaderijen, kolen- en gascentrales). Bovendien kan een effectief thermo-elektrisch systeem worden gebruikt op grote schepen en tankschepen, waar grote interne verbrandingsmotoren continu werken.
"Onze thermo-elektrische systeem is het meest efficiënte ter wereld bij elke temperatuur - zegt Mercury Kanattsidis, projectleider en eerste auteur van het artikel in het tijdschrift«Nature»-. Dit materiaal kan de warmte efficiënter omzetten in elektriciteit dan alle andere." "We worden vaak gevraagd hoe het probleem van energiebesparing op te lossen, - voegt collega Kanattsidisa Vinayak Dravid -. Maar er is geen universele oplossing, de oplossing moet uitgebreide Thermo kan niet alle energie problemen van de op te lossen, maar het is een belangrijk onderdeel van een geïntegreerde aanpak.".
Thermo-elektrische elementen zijn stoffen die in staat zijn om bij verschillende temperaturen elektriciteit op te wekken in verschillende delen van het materiaal. De effectiviteit van een dergelijke transformatie wordt bepaald door twee vereisten, die elkaar in veel opzichten tegenspreken. Een effectief thermo-elektrisch systeem moet zo goed mogelijk zijn om elektriciteit te geleiden en tezelfdertijd zo goed mogelijk warmte te geleiden.
Een stof met een zeer lage weerstand is geen effectieve thermo-elektrische olie als deze goed warmte afgeeft. Om een lage thermische geleidbaarheid te bereiken met een hoge elektrische geleiding, hebben wetenschappers de structuur van het materiaal aangepast.
De specialisten namen de klassieke thermo-elektrische loodtelluride (PbTe) als basis en voegden daarin insluitsels van strontiumtelluride-nanokristallen toe. Ze overtreden de geordende structuur van het materiaal, maar hadden geen invloed op de elektrische geleidbaarheid en dus op de thermische geleidbaarheid.
Het resultaat is verheugd over wetenschappers en zal waarschijnlijk binnenkort de auto-bouwbedrijven, olieraffinaderijen en andere industriële objecten tevreden stellen, waaraan nieuw materiaal kan bijdragen om de energie-input te verminderen.