Vilka är de olika typerna av termoelektriska material?

Den termoelektriska processen är direkt omvandling av värme till elektricitet och tillbaka igen vid uppvärmning eller kylning av ett föremål. Termoelektriska material kan användas för att mäta temperaturförändringar, ändra den faktiska temperaturen på ett objekt och generera en elektrisk laddning, som kan användas för att generera kraft. 2011 är termoelektriska material för ineffektiva för att vara användbara, men biltekniker försöker använda dem för att hämta bort slösad värmeenergi från ett fordon och förvandla den till användbar elektricitet. Forskare försöker öka effektiviteten för termoelektriska material för att göra dem mer ekonomiska så att de kan användas för att skapa låga kostnader och effektivare kylskåp, luftkonditioneringsapparater och andra enheter som kräver kylning.

Termoelektriska processer uppstår på grund av Peltier-effekten, som är kylning och uppvärmning av motsatta korsningar i elektriska kretsar som innehåller olika halvledare. Termoelektriska material kan användas för att skapa kylanordningar eller för att tillhandahålla kylning. Ett av de vanliga termoelektriska material som används idag är vismut tellurid, en dyr förening som kan kosta så mycket som $ 1 000 US dollar (USD) / lb ($ 2 000 USD / kg). När det är ordentligt förberett producerar detta termoelektriska material tillförlitliga temperaturförändringar var som helst mellan 14 och 266 grader F (-10 till 130 grader C). Termoelektriska system fungerar pålitligt och exakt utan buller från konventionella värme-, kyl- och kylsystem och utan miljöfarliga klorfluorkolväten (CFC).

Under flera år har National Aeronautics and Space Administration (NASA) utnyttjat kraften från termoelektriska material till kraftutrymmen i de djupaste rymden, så långt från solen att solpaneler är värdelösa. Processen involverar inläggning av kärnmaterial i en termisk generator för radioisotop, där det radiologiska sönderfallet producerar värmeenergi som sedan omvandlas till el för att driva sonden. Detta är samma process som bilingenjörerna försöker utnyttja från bilmotorns avgaser - värme som kan omvandlas till el för att driva bilen.

Forskning och utveckling inom termoelektriska material bedrivs av Energy Frontier Research Center vid Massachusetts Institute of Technology (MIT). Där har forskare och forskare gjort några ganska betydande upptäckter, såsom koppling av termisk störning och elektroniska strukturer vid en begränsad temperatur. De aktuella utmaningarna på detta område är att identifiera eller syntetisera nya, ännu oupptäckta, material med effektivare termoelektriska förmågor. Framsteg inom detta område kan möjliggöra utveckling av material som producerar el från spillvärme, vilket ger en hållbar global energilösning.