دسترسی به انرژی پاک با مواد ترموالکتریک

به گزارش پایگاه خبری تاسیسات نیوز، مواد ترموالکتریک به عنوان منبعی از انرژی پاک، موضوع پژوهش در مورد موادی هستند که می‌توانند نیروی قابل توجهی را از گرمای زباله تولید کنند.

پژوهشگران “دانشگاه هیوستون” (UH) آمریکا، بررسی جدیدی در مورد عملکرد مواد ترموالکتریک انجام داده‌اند و مدلی را ابداع کرده‌اند تا تناقض‌های موجود در این حوزه که در پژوهش‌های پیشین توضیح داده نشده‌اند را مشخص کنند. آنها این مدل را به کار گرفتند تا بتوانند مواد جدیدی را برای تولید نیرو از گرمای زباله پیدا کنند.

در حال حاضر مشخص است که کارایی مواد ترموالکتریک، به عملکرد این ماده در دو شکل مثبت و منفی برای حمل شارژ مثبت و منفی بستگی دارد اما بیشتر مواد، در هر دو شکل مثبت و منفی ارائه نمی‌شوند و یا کارایی یکی از این دو شکل در آنها، بیش از دیگری است.

تولید مواد امیدوارکننده

ساخت ابزار ترموالکتریک کارآمد، با یکی از دو شکل ممکن است اما طراحی ابزاری که هر دو شکل مثبت و منفی را در بر داشته باشد، ساده‌تر خواهد بود. “ژیفنگ رن” (Zhifeng Ren)، استاد فیزیک دانشگاه هیوستون و از نویسندگان این پژوهش گفت: بهترین عملکرد این ابزار را هنگامی می‌بینیم که هر دو شکل مثبت و منفی را با ویژگی‌های مشابه در اختیار داشته باشیم.

پژوهشگران، یکی از مواد مورد نظر خود را که ترکیبی از زیرکونیم، کبالت و بیسموت است، تولید کردند و بازدهی تبدیل گرما به الکتریسیته را در دو دمای متفاوت مورد ارزیابی قرار دادند.

“جون مائو”(Jun Mao)، پژوهشگر دانشگاه هیوستون و نویسنده ارشد این پژوهش گفت: ما عملکرد برخی از مواد مورد نظر خود را بررسی کردیم و هر دو شکل مثبت و منفی را در آنها مورد بررسی قرار دادیم. اگر حرکت شارژ در هر دو شکل مثبت و منفی، مشابه باشد، عملکرد ترموالکتریک آنها نیز مشابه خواهد بود.

آنها با اطلاع از این موضوع توانستند از نسبت تحرک برای پیش‌بینی عملکرد موضوعات بررسی نشده این حوزه استفاده کنند.

پیش‌بینی مواد با مدل جدید

“هانگتیان ژو” (Hangtian Zhu)، پژوهشگر دانشگاه هیوستون و از نویسندگان این پژوهش گفت: نخستین گام برای بررسی این است که پس از کشف ماده‌ای که هر دو شکل مثبت و منفی را دارد، نحوه شکل‌گیری آن را مشخص کنیم.

برای این کار باید آزمایش‌هایی انجام گیرند تا بهترین نوع ماده مشخص شود. پژوهشگران، مقدار کمی از یک عامل دیگر را به ترکیب جدید خود اضافه کردند تا عملکرد آن را افزایش دهند.

ژو افزود: برای پیش‌بینی اینکه کدام ترکیب، عملکرد بهتری در هر دو شکل مثبت و منفی دارد، تشویق شدیم تا جستجوی خود برای یافتن بهترین ترکیب را ادامه دهیم.

این پژوهش، در مجله “Science Advances” به چاپ رسید.