Hvad er termoceller?

På det enkleste niveau konverterer termoceller varme til elektricitet. Der er mange måder at konvertere varme til elektricitet, der i øjeblikket bruges, såsom dem, der ses på atomkraftværker. Termoceller kan skelnes fra de enheder, der i øjeblikket er i brug, ved, hvordan konverteringen fra en form for energi til en anden er afsluttet. En termocelle består af en anode og en katode, som begge er elektroder. Elektroder er materialer, der er i stand til at lede elektricitet.

Konverteringen fra varme til elektricitet, der opstår, når elektroner strømmer inden i en termocelle, afhænger af et fænomen, der først blev bemærket i det 19. århundrede af en preussisk videnskabsmand ved navn Thomas Johann Seebeck. Han bemærkede, at kredsløb, der består af to forskellige metalliske ledere, vil lede elektricitet, når de tilsvarende områder, hvor lederne berører, holdes ved forskellige temperaturer. Når der tilføres varme til en af ​​de to ledere, strømmer de opvarmede elektroner mod den køligere. Dette producerer en lille, men alligevel målbar spænding. Selvom Seebeck fejlagtigt antog, at den effekt, han observerede, var magnetisk, bestemte videnskabsmænd senere, at det var elektrisk.

Den slags reaktion, der finder sted i en termocelle kaldes også en redox, eller oxidations- og reduktionsreaktion. Denne type kemiske reaktion er karakteriseret ved henholdsvis tab eller forøgelse af en eller flere elektroner af et atom eller molekyle. I tilfælde af termoceller er det strømmen af ​​elektroner fra den opvarmede leder til den køligere leder, der producerer den elektriske strøm, eller den opvarmede leder mister elektroner til den køligere.

Almindelige cellebatterier producerer også elektrisk energi ved hjælp af redoxreaktioner. Sulfater fra to forskellige metaller, såsom kobber og zink, bringes i kontakt, så den skabte kemiske reaktion får elektroner til at strømme fra et kontaktpunkt til et andet. Den elektriske strøm, der genereres, flyder i den modsatte retning til elektronerne. I øjeblikket producerer denne reaktion elektrisk energi meget mere effektiv end en termocelle gør.

På trods af nutidens ineffektivitet udføres der en hel del forskning i de potentielle anvendelser af termoceller. Dette skyldes det faktum, at mange andre former for energiproduktion stadig producerer store mængder spildvarme. En termocelle er et af de få enheder, der producerer elektrisk energi fra varme, så et af målene er, at termoceller kan bruges til at genvinde spildvarme og omdanne den til anvendelige mængder elektrisk energi.