Όλα τα περιεχόμενα του iLive ελέγχονται ιατρικά ή ελέγχονται για να διασφαλιστεί η όσο το δυνατόν ακριβέστερη ακρίβεια.
Έχουμε αυστηρές κατευθυντήριες γραμμές προμήθειας και συνδέουμε μόνο με αξιόπιστους δικτυακούς τόπους πολυμέσων, ακαδημαϊκά ερευνητικά ιδρύματα και, όπου είναι δυνατόν, ιατρικά επισκοπικά μελέτες. Σημειώστε ότι οι αριθμοί στις παρενθέσεις ([1], [2], κλπ.) Είναι σύνδεσμοι με τις οποίες μπορείτε να κάνετε κλικ σε αυτές τις μελέτες.
Εάν πιστεύετε ότι κάποιο από το περιεχόμενό μας είναι ανακριβές, παρωχημένο ή αμφισβητήσιμο, παρακαλώ επιλέξτε το και πατήστε Ctrl + Enter.
Δημιουργήθηκε το πιο αποδοτικό θερμοηλεκτρικό
Τελευταία επισκόπηση: 01.07.2025
Χημικοί από το Πανεπιστήμιο Northwestern ανέπτυξαν ένα μοναδικό θερμοηλεκτρικό υλικό που μετατρέπει τη θερμότητα σε ηλεκτρική ενέργεια.
Είναι το καλύτερο υλικό του είδους του - η απόδοσή του είναι διπλάσια από όλα τα προηγουμένως γνωστά παρόμοια υλικά. Αυτή η ανακάλυψη μπορεί να είναι πολύ σημαντική για την ανάπτυξη της παγκόσμιας βιομηχανίας, αν λάβουμε υπόψη ότι τα δύο τρίτα της ενέργειας που παράγεται για τις ανθρώπινες ανάγκες χάνονται ως θερμότητα. Τα αποτελέσματα της εργασίας των ερευνητών δημοσιεύονται στο περιοδικό «Nature».
Σύμφωνα με την έρευνα, το νέο υλικό αποτελείται από κόκκους τελλουριδίου μολύβδου και τελλουριδίου στροντίου, καθώς και από μια μικρή ποσότητα νατρίου. Αυτό το περιβαλλοντικά σταθερό υλικό μπορεί να μετατρέψει το 15 έως 20 τοις εκατό της θερμότητας που παράγεται κατά την παραγωγή ενέργειας σε χρήσιμη ηλεκτρική ενέργεια.
Το νέο υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην αυτοκινητοβιομηχανία και τη βαριά βιομηχανία (για παράδειγμα, στην παραγωγή γυαλιού, τούβλων, διυλιστηρίων πετρελαίου, μονάδων παραγωγής ενέργειας από άνθρακα και φυσικό αέριο). Επιπλέον, η αποδοτική θερμοηλεκτρική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μεγάλα πλοία και δεξαμενόπλοια, όπου λειτουργούν συνεχώς μεγάλες μηχανές εσωτερικής καύσης.
«Το θερμοηλεκτρικό μας σύστημα είναι το πιο αποτελεσματικό στον κόσμο σε οποιαδήποτε θερμοκρασία», λέει ο Mercury Kanatzidis, επικεφαλής του έργου και κύριος συγγραφέας της δημοσίευσης στο Nature. «Αυτό το υλικό μπορεί να μετατρέψει τη θερμότητα σε ηλεκτρική ενέργεια πιο αποτελεσματικά από οποιοδήποτε άλλο». «Συχνά μας ρωτούν πώς να λύσουμε το πρόβλημα της διατήρησης της ενέργειας», προσθέτει ο συνάδελφος του Kanatzidis, Vinayak Dravid. «Αλλά δεν υπάρχει καθολική λύση. Η λύση πρέπει να είναι ολοκληρωμένη. Τα θερμοηλεκτρικά δεν μπορούν να λύσουν όλα τα ενεργειακά προβλήματα, αλλά αποτελούν σημαντικό μέρος μιας ολοκληρωμένης προσέγγισης».
Τα θερμοηλεκτρικά είναι ουσίες που έχουν την ικανότητα να παράγουν ηλεκτρισμό σε διαφορετικές θερμοκρασίες σε διαφορετικές ζώνες του υλικού. Η απόδοση μιας τέτοιας μετατροπής καθορίζεται από δύο απαιτήσεις που σε μεγάλο βαθμό αντικρούονται μεταξύ τους. Ένα αποτελεσματικό θερμοηλεκτρικό πρέπει να άγει το ηλεκτρικό ρεύμα όσο το δυνατόν καλύτερα και τη θερμότητα όσο το δυνατόν λιγότερο.
Μια ουσία με πολύ χαμηλή αντίσταση δεν θα είναι αποτελεσματική θερμοηλεκτρική εάν άγει καλά τη θερμότητα. Για να επιτύχουν χαμηλή θερμική αγωγιμότητα με υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα, οι επιστήμονες τροποποίησαν τη δομή του υλικού.
Οι ειδικοί πήραν ως βάση το κλασικό θερμοηλεκτρικό υλικό, το τελλουρίδιο του μολύβδου (PbTe), και πρόσθεσαν νανοκρυστάλλους τελλουριδίου του στροντίου. Διατάραξαν την οργανωμένη δομή του υλικού, αλλά δεν επηρέασαν την ηλεκτρική του αγωγιμότητα και, επομένως, τη θερμική του αγωγιμότητα.
Το αποτέλεσμα ικανοποίησε τους επιστήμονες και σύντομα μπορεί να ευχαριστήσει τους κατασκευαστές αυτοκινήτων, τα διυλιστήρια πετρελαίου και άλλες βιομηχανικές εγκαταστάσεις, όπου το νέο υλικό μπορεί να βοηθήσει στη μείωση του ενεργειακού κόστους.