Tani i wydajny materiał. Zamieni ciepło odpadowe w energię

Zespół złożony z amerykańskich i południowokoreańskich naukowców opracowuje wydajny materiał, który przetwarza ciepło odpadowe na energię elektryczną. To tzw. generator termoelektryczny, który nie emituje gazów cieplarnianych.

Sama technologia nie jest nowa – z generatora termoelektrycznego korzysta np. łazik marsjański Perseverance. Wysoki koszt tych urządzeń powoduje jednak, że nie mają one szerokiego zastosowania. Teraz naukowcy znaleźli sposób na wytwarzanie tanich termoelektryków, które działają równie dobrze.

Mowa o praktycznym i niedrogim materiale opracowywanym przez zespół badaczy z Northwestern University i Seoul National University. – Koncentrujemy się na opracowaniu materiału, który byłby tani i wydajny, a także nadawał urządzeniom termoelektrycznym szersze zastosowanie – mówi Mercouri Kanatzidis , jeden z autorów badania, którego wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie "Nature Materials".

Po wyeliminowaniu problemu utleniania, który obniżał wydajność materiału w poprzednich testach, specjalistom udało się uzyskać wysoki współczynnik konwersji. Nowym materiałem jest oczyszczony selenek cyny w formie polikrystalicznej. Jak przekonują naukowcy, posiada on wszystkie niezbędne cechy, aby stać się żywotnym materiałem do przekształcania ciepła odpadowego w energię elektryczną.

Li-Dong Zhao, materiałoznawca z pekińskiego Beihang University, który nie był zaangażowany w badania ocenia, że nowy materiał może zostać wykorzystany w niedalekiej przyszłości. Dzięki zastosowaniu systemów termoelektrycznych naukowcy mogą wesprzeć recykling energii, która w przeciwnym razie zostałaby zmarnowana w postaci ciepła w elektronice, elektrowniach i silnikach.

Magazyn "Sciene" podkreśla, że materiał termoelektryczny może mieć wiele zastosowań. Doskonale sprawdzi się w przemyśle motoryzacyjnym, przyczyniając się do stworzenia nowej generacji bardziej ekologicznych silników samochodowych, a także w przemyśle ciężkim, obejmującym rafinerie oraz produkcję szkła i cegieł. Technologia może być również stosowana w elektrowniach.

Polikrystaliczny selenek cyny jest wzbogacony atomami sodu, tworząc materiał znany jako typ p, przewodzący ładunki dodatnie. Aby stworzyć działające urządzenia, naukowcy potrzebują również typu n, przewodzącego ładunki ujemne.

Naukowcy wytworzyli właśnie monokrystaliczny selenek cyny typu n poprzez dodanie do niego atomów bromu. Kanatzidis mówi, że jego zespół pracuje obecnie nad wersją polikrystaliczną. Po sparowaniu urządzeń z selenkiem cyny typu n i p, naukowcy będą na dobrej drodze do stworzenia nowej generacji wydajnych generatorów termoelektrycznych.