Vad är termoceller?
På den enklaste nivån konverterar termoceller värme till el. Det finns många sätt att konvertera värme till el som för närvarande används, till exempel det som ses vid kärnkraftverk. Termoceller kan skiljas från de enheter som för närvarande används med hur konverteringen från en form av energi till en annan är klar. En termocell består av en anod och en katod, som båda är elektroder. Elektroder är material som kan leda elektricitet.
Omvandlingen från värme till elektricitet som inträffar när elektroner flyter inom en termocell beror på ett fenomen som först märktes på 1800-talet av en preussisk forskare vid namn Thomas Johann Seebeck. Han observerade att kretsar som består av två olika metalliska ledare kommer att leda elektricitet när motsvarande områden där ledarna berörs hålls vid olika temperaturer. När värme appliceras på en av de två ledarna, strömmar de uppvärmda elektronerna mot den kallare. Detta ger en liten men ändå mätbar spänningsmängd. Även om Seebeck felaktigt antog att effekten han observerade var magnetisk bestämde forskare senare att det var en elektrisk.
Den typ av reaktion som äger rum i en termocell kallas också en redox, eller oxidations- och reduktionsreaktion. Denna typ av kemisk reaktion kännetecknas av förlust respektive förstärkning av en eller flera elektroner av en atom eller molekyl. När det gäller termoceller är det flödet av elektroner från den uppvärmda ledaren till den svalare ledaren som producerar den elektriska strömmen, eller den upphettade ledaren förlorar elektroner till den svalare.
Vanliga cellbatterier producerar också elektrisk energi med redoxreaktioner. Sulfater från två olika metaller, såsom koppar och zink, bringas i kontakt så att den kemiska reaktionen skapar får elektroner att flyta från en kontaktpunkt till en annan. Den elektriska strömmen som genereras flyter i motsatt riktning till elektronerna. För närvarande producerar denna reaktion elektrisk energi mycket effektivare än en termocell gör.
Trots dagens ineffektivitet bedrivs en hel del forskning om de potentiella användningarna av termoceller. Detta beror på att många andra former av energiproduktion fortfarande producerar stora mängder spillvärme. En termocell är en av få enheter som producerar elektrisk energi från värme, så ett av målen är att termoceller kan användas för att återvinna spillvärme och omvandla den till användbara mängder elektrisk energi.