Farklı Termoelektrik Malzemeler Nelerdir?

Termoelektrik işlem, bir nesnenin ısıtılması veya soğutulması sırasında ısının elektriğe doğrudan dönüştürülmesi ve tekrar geri verilmesidir. Sıcaklık değişimlerini ölçmek, bir nesnenin gerçek sıcaklığını değiştirmek ve güç üretmek için kullanılabilecek bir elektrik yükü üretmek için termoelektrik malzemeler kullanılabilir. 2011 yılında, termoelektrik malzemeler kullanışlı olamayacak kadar verimsizdir, ancak otomotiv mühendisleri onları bir araçtan atık ısı enerjisini toplamak ve kullanılabilir elektriğe dönüştürmek için kullanmaya çalışıyorlar. Araştırmacılar daha ekonomik ve daha verimli buzdolapları, klimalar ve soğutma gerektiren diğer cihazlar oluşturmak için kullanılabilmeleri için termoelektrik malzemelerin verimini daha ekonomik hale getirmek için verimliliğini artırmaya çalışıyorlar.

Termoelektrik işlemler, birbirine benzemeyen yarı iletkenler içeren elektrik devrelerinde zıt bağlantıların soğutulması ve ısıtılması olan Peltier etkisinden kaynaklanmaktadır. Termoelektrik malzemeler, soğutma cihazları oluşturmak veya soğutma sağlamak için kullanılabilir. Günümüzde kullanılan yaygın termoelektrik malzemelerden biri, 1000 ABD doları (USD) / lb (2.000 ABD doları / kg) kadar mal olabilen pahalı bir bileşik olan bizmut tellürürdür. Uygun şekilde hazırlandığında, bu termoelektrik malzeme 14 ila 266 derece F (-10 ila 130 derece C) arasında herhangi bir yerde güvenilir sıcaklık değişimleri sağlar. Termoelektrik sistemler, geleneksel ısıtma, soğutma ve soğutma sistemlerinin gürültüsü olmadan ve çevreye zararlı kloroflorokarbonlar (CFC'ler) olmadan güvenilir ve hassas bir şekilde çalışır.

Birkaç yıl boyunca, Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA), güneş panellerinin işe yaramayacağı güneşten, termoelektrik malzemelerin gücünü alanın en derinlerine kadar alan problarına güç vermek için kullandı. İşlem, nükleer malzemenin radyolojik çürümenin probu güçlendirmek için elektriğe dönüştürülen ısı enerjisi ürettiği bir radyoizotop termal jeneratörüne yerleştirilmesini içerir. Bu, otomotiv mühendislerinin otomobil motorlarının egzoz sıcağından - arabaya güç sağlamak için elektriğe dönüştürülebilen ısıdan faydalanmaya çalıştığı aynı işlemdir.

Termoelektrik malzemelerde araştırma ve geliştirme, Massachusetts Institute of Technology'deki (MIT) Enerji Alanı Araştırma Merkezi tarafından yürütülmektedir. Orada araştırmacılar ve bilim adamları, termik düzensizlik ve elektronik yapıların sınırlı bir sıcaklıkta birleşmesi gibi oldukça önemli keşifler yaptılar. Bu alandaki mevcut zorluklar, daha etkin termoelektrik özelliklere sahip yeni, henüz keşfedilmemiş yeni materyalleri tanımlamak veya sentezlemek. Bu alandaki gelişmeler, sürdürülebilir bir küresel enerji çözümü sağlayan, atık ısıdan elektrik üreten malzemelerin geliştirilmesini sağlayabilir.