Jaké jsou různé typy termoelektrických materiálů?
Termoelektrický proces je přímá přeměna tepla na elektřinu a opět při ohřevu nebo chlazení předmětu. Termoelektrické materiály mohou být použity k měření změn teploty, ke změně skutečné teploty objektu a ke generování elektrického náboje, který lze použít k výrobě energie. V roce 2011 byly termoelektrické materiály příliš neúčinné na to, aby byly užitečné, ale automobiloví inženýři se je pokoušejí použít k získání zbytečné tepelné energie z vozidla a proměnit ji v využitelnou elektřinu. Vědci se pokoušejí zvýšit účinnost termoelektrických materiálů, aby byly ekonomičtější, takže je lze použít k vytvoření levných a účinnějších chladniček, klimatizačních zařízení a dalších zařízení, která vyžadují chlazení.
K termoelektrickým procesům dochází v důsledku Peltierova jevu, kterým je chlazení a zahřívání opačných spojů v elektrických obvodech obsahujících odlišné polovodiče. Termoelektrické materiály mohou být použity k vytvoření chladicích zařízení nebo k zajištění chlazení. Jedním z běžných termoelektrických materiálů používaných dnes je bizmut tellurid, drahá směs, která může stát až 1 000 USD / lb (2 000 USD / kg). Pokud je tento termoelektrický materiál správně připraven, produkuje spolehlivé změny teploty kdekoli mezi 14 až 266 ° F (-10 až 130 ° C). Termoelektrické systémy fungují spolehlivě a přesně bez hluku konvenčních systémů vytápění, chlazení a chlazení a bez škodlivých chlorfluoruhlovodíků (CFC) škodlivých pro životní prostředí.
Národní letecká a kosmická správa (NASA) už několik let využívá sílu termoelektrických materiálů k napájení kosmických sond v nejhlubších oblastech vesmíru, tak daleko od Slunce, že solární panely jsou k ničemu. Tento proces zahrnuje uložení jaderného materiálu do tepelného generátoru radioizotopů, ve kterém radiologický rozpad produkuje tepelnou energii, která je poté přeměněna na elektřinu pro napájení sondy. Je to stejný proces, který se automobiloví inženýři snaží využít z výfukového tepla automobilových motorů - teplo, které lze přeměnit na elektřinu, která pohání auto.
Výzkum a vývoj termoelektrických materiálů provádí výzkumné středisko Energy Frontier Research Center v Massachusetts Institute of Technology (MIT). Tam vědci a vědci provedli několik poměrně významných objevů, jako je spojování tepelné poruchy a elektronických struktur při konečné teplotě. Současné výzvy v této oblasti jsou identifikace nebo syntéza nových, dosud neobjevených materiálů s účinnějšími termoelektrickými schopnostmi. Pokroky v této oblasti mohou umožnit vývoj materiálů, které vyrábějí elektřinu z odpadního tepla a poskytují udržitelné globální energetické řešení.