Wat zijn de verschillende soorten thermo -elektrische materialen?
Het thermo -elektrische proces is de directe omzetting van warmte in elektriciteit en weer terug bij het verwarmen of koelen van een object. Thermo -elektrische materialen kunnen worden gebruikt om temperatuurveranderingen te meten, de werkelijke temperatuur van een object te wijzigen en een elektrische lading te genereren, die kan worden gebruikt om vermogen te genereren. In 2011 proberen thermo -elektrische materialen te inefficiënt om nuttig te zijn, maar auto -ingenieurs proberen ze te gebruiken om verspilde warmte -energie uit een voertuig te halen en er bruikbare elektriciteit van te maken. Onderzoekers proberen de efficiëntie van thermo -elektrische materialen te vergroten om ze economischer te maken, zodat ze kunnen worden gebruikt om lage kosten en efficiëntere koelkasten, airconditioners en andere apparaten te creëren die koeling vereisen.
Thermo -elektrische processen treden op vanwege het Peltier -effect, dat is het koelen en verwarmen van tegengestelde knooppunten in elektrische circuits die ongelijke halfgeleiders bevatten. Thermo -elektrische materialen kunnen worden gebruikt om koeling de te makenondeugden of om koeling te geven. Een van de gemeenschappelijke thermo -elektrische materialen die tegenwoordig worden gebruikt, is Bismuth Telluride, een dure verbinding die maar liefst $ 1.000 US dollar (USD)/LB ($ 2.000 USD/kg) kan kosten. Indien correct voorbereid, produceert dit thermo-elektrische materiaal betrouwbare temperatuurveranderingen overal tussen 14 en 266 graden F (-10 tot 130 graden C). Thermo -elektrische systemen presteren betrouwbaar en precies zonder het geluid van conventionele verwarming, koeling en koelsystemen en zonder milieuvriendelijke chloorfluorocarbons (CFC's).
Sinds enkele jaren heeft de National Aeronautics and Space Administration (NASA) de kracht van thermo -elektrische materialen benut om de ruimtesondes in de diepste reeksen van de ruimte te voorzien, zo ver van de zon dat zonnepanelen nutteloos zijn. Het proces omvat het dimmen van nucleair materiaal in een thermische generator van de radio -isotoop, waarin de radiologische verval prokeert warmte -energie die vervolgens wordt omgezet in elektriciteit om de sonde van stroom te voorzien. Dit is hetzelfde proces dat automotive -ingenieurs proberen te benutten van de uitlaatwarmte van automotoren - warmte die kan worden omgezet in elektriciteit om de auto te voeden.
Onderzoek en ontwikkeling in thermo -elektrische materialen wordt uitgevoerd door het Energy Frontier Research Center van het Massachusetts Institute of Technology (MIT). Daar hebben onderzoekers en wetenschappers een aantal vrij belangrijke ontdekkingen gedaan, zoals de koppeling van thermische stoornissen en elektronische structuren bij een eindige temperatuur. De huidige uitdagingen op dit gebied zijn het identificeren of synthetiseren van nieuwe, tot nu toe onontdekte, materialen met efficiëntere thermo -elektrische mogelijkheden. Vorigingen op dit gebied kunnen de ontwikkeling van materialen mogelijk maken die elektriciteit genereren door afvalwarmte, waardoor een duurzame wereldwijde energieoplossing wordt geboden.