Wydajny materiał termoelektryczny

Profesor Joseph Heremans z Ohio State University, dwukrotnie zwiększył wydajność materiału termoelektrycznego, dzięki czemu jego zastosowanie może stać się ekonomicznie uzasadnione. Używane przez nas maszyny zamieniają tylko część energii uzyskiwanej z paliwa w użyteczną energię elektryczną czy mechaniczną. Olbrzymia większość jest marnowana, co obserwujemy np. w postaci rozgrzewających się silników samochodowych. Materiały termoelektryczne potrafią tę marnowaną energię cieplną zmienić w energię elektryczną. Są jednak obecnie tak mało wydajne, że stosowanie ich na szeroką skalę nie ma ekonomicznego uzasadnienia.

Dzięki Heremansowi może się to zmienić. Profesor udoskonalił tellurek ołowiu, materiał termoelektryczny powszechnie używany w sondach kosmicznych, wzbogacając go talem. To spowodowało dwukrotny wzrost napięcia elektrycznego generowanego przez materiał. Naukowiec mówi, że gdyby z samochodu wymontować alternator i zastąpić go nowym materiałem produkującym energię z ciepła silnika, można by zaoszczędzić nawet 10 procent paliwa.

Nowy materiał ma jednak pewną wadę. Tal jest wysoce toksyczny, więc podczas produkcji i składowania zużytych części należałoby zachować dużą ostrożność. Heremans zwraca jednak uwagę, że problem odpadów można częściowo rozwiązać przekładając stary element termoelektryczny do nowego samochodu. Element taki miałby bowiem znacznie dłuższy czas życia, niż okres użytkowania pojazdu.

Profesor Gang Chen z MIT-u zauważa, że praca Heremansa jest bardzo istotna z kilku powodów. Po pierwsze, tak duże zwiększenie wydajności materiału termoelektrycznego robi wrażenie. Jednak znacznie ważniejszy jest fakt, że dzięki profesorowi z Ohio State University zauważono, iż na materiały termoelektryczne należy spojrzeć z zupełnie innej perspektywy. W ciągu ostatnich kilku latach dokonano sporych postępów na tym polu, jednak skupiano się przede wszystkim na zmniejszeniu przewodnictwa cieplnego takich materiałów. Heremans pokazał, że bardzo dobre efekty można uzyskać pracując nad zwiększeniem napięcia generowanego przez materiały termoelektryczne.

materiał termoelektryczny silnik