Lacnejšie a rovnako účinné

Foto Northwestern University

Tzv. termoelektrické generátory premieňajú odpadové teplo na elektrinu bez emisií skleníkových plynov. Ich širšiemu využitiu však bráni ich vysoká cena. Vedci teraz našli spôsob, ako vyrobiť lacné generátory, ktoré fungujú rovnako dobre ako tie drahé. Výskum by mohol otvoriť cestu novej generácii ekologickejších automobilových motorov, priemyselných pecí a iných zariadení na výrobu energie.
Termoelektriká sú polovodičové zariadenia umiestnené na horúcom povrchu, ako je napríklad motor auta. Vďaka tomu majú horúcu stranu a chladnú stranu, odvrátenú od horúceho povrchu. Fungujú tak, že využívajú teplo na presun elektrických nábojov z jednej strany na druhú. Ak zariadenie umožní, aby horúca strana ohriala chladnú stranu, elektrina prestane prúdiť. Úspešnosť zariadenia pri zabraňovaní tomuto javu a jeho schopnosť viesť elektróny sa započítavajú do ukazovateľa známeho ako merné číslo alebo ZT.
Za posledných dvadsať rokov výskumníci vyrábali materiály so zvyšujúcim sa ZT. Rekord padol v roku 2014, keď Mercouri Kanatzidis, materiálový vedec z Northwestern University, a jeho kolegovia prišli s monokryštálom selenidu cínu so ZT 3,1. Tento materiál však bolo ťažké vyrobiť abol príliš krehký na to, aby sa s ním dalo pracovať. Tím sa rozhodol pre termoelektrické prvky z ľahko dostupných práškov cínu a selénu, ktoré vytvárajú zrná polykryštalického selenidu cínu namiesto monokryštálov. Po viacerých pokusoch sa im podarilo dosiahnuť nízku tepelnú vodivosť pri zachovaní ZT 3,1. To otvára dvere pre budovanie nových zariadení z polykryštalických selenidových peliet cínu a pre skúmanie ich aplikácií, tvrdí M. Kanatzidis. Nové ultraúčinné termoelektrické generátory by sa raz mohli inštalovať od výfukových potrubí automobilov až po ohrievače vody a priemyselné pece, aby zachytili časť zo 65 % energie z fosílnych palív, ktorá končí ako odpadové teplo.

Zo stránky ScienceMag spracovala BP

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 9/2021. Ak ešte nie ste našou predplatiteľkou/naším predplatiteľom a chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.
Komentáre