Термоелектриците са едни от материалите на бъдещето 01.04 | 13:27

Свойството им да „рециклират“ излишната топлинна енергия в електрическа ще ги направи незаменими при икономисването на енергия

От няколко години НАСА използва термоелектрическите материали в захранването на космическите си сонди в дълбокия космос. Сондите пътуват на толкова големи разстояния от слънцето, че соларните панели се оказват неефективен източник на енергия.

Поради тази причина от НАСА са вложили радиоактивни материали в радиоизотопен топлинен генератор, в който те се разпадат, генерирайки топлинна енергия. Тази топлина в последствие се конвертира в електричество, което захранва сондата.

Преобразуването става благодарение на термоелектрическите материали. Те са нова и изключително перспективна технология, която бива изучавана интензивно от американските учени от MIT с цел създаването на приложения за пестене на енергия, пише PhysOrg.com

Освен за дълбокия космос термоелектриците могат да намерят и типично земни приложения, като например преобразуването на отделената при работата на двигателя топлина в електричество, което впоследствие да захранва електрическата система на автомобила.

Все още съществуват обаче физични ограничения в самите термолектрици, които възпрепятстват масовото им навлизане в употреба. В момента материалите могат да достигнат максимална ефективност от 10%, казват учените. Според тях ако бъде достигната ефективност от например 30%, това ще ги направи икономически изгодни за масово приложение.

В момента учените от MIT работят над подобряването на разбирането си върху фононите – атомните вибрации, които транспортират топлината през термоелектрическите материали.

За целта те използвали различни типове спектометри и високоенергиен изотопен реактор с която да разбулят тайните на поведението на материалите на атомно ниво. Така те ще могат да реконструират процесите на термопроводимост на микро ниво и да подобрят характеристиките им.

Тези методи вече носят успех. През 2010 г. изследователите направили пробив в създаването на по-ефективни термоелектрици, като открили важна връзка между топлинните смущения и електронната структура на железния сулфид. Тя може да се окаже много важна за определяне на свойствата на множество материали, в това число и термоелектриците.