تبدیل گرما به برق

مواد توپولوژی می تواند کارایی دستگاه های ترموالکتریک را افزایش دهد.

اگر شما می توانستید دستگاه تهویه سنتی خود را که با الکتریسیته کار می کند در یک روز گرم تابستانی نه با بررق بلکه با نور خورشید کار می کند چیکار می کردید؟ با پیشرفت ها در تکنولوژی های ترموالکتریک ، این راه حل های پایدار یک زمانی می تواند به ولقعیت تبدیل گردد.

دستگاه های ترمودینامیک از موادی ساخته شده اند که می توانند اختلاف درجه حرارت را به الکتریسیته تبدیل کنند بدون نیاز به دستگاه های متحرک ، یک صفتی که باعث می شود تا ترموالکتریک یک منبع جذاب برای الکتریسیته باشد.این پدیده برگشت پذیر می باشد .اگر الکتریسیته در یک دستگاه ترموالکتریک به کاربرده شود می تواند یک اختلاف درجه حرارت تولید کند.امروزه دستگاه های ترموالکتریک برای برنامه های کاربردی نسبتا کم قدرت استفاده می شوند مانند تامین انرژی سنسورهای کوچک در طول خط لوله های نفت، پشتیبان گیری از باتری ها در کاوش های فضایی و یخچال های کوچک

اما دانشمندان امیدوارند تا دستگاه های ترمالکتریک قدرتمندی ایجاد کنند که حرارت بیشتری برداشت کنند –تولید شده به عنوان یک محصول فرعی فرایندهای صنعتی و موتورهای احتراق- و تبدیل آن گرمای تلف شده به اللکتریسیته

به هر حال کارایی دستگاه های ترموالکتریک و مقدار انرژی که آنها قادر به تولید هستند ، در حال حاضر محدود می باشد.

حال دانشمندان در دانشگاه MIT راهی را برای افزایش کارایی سه برابری آن با استفاده از مواد توپولوژیکی کشف کرده اند  که ویژگی های الکتریکی منحصربه فردی دارد .اگرچه کارهای گذشته برای استفاده از مواد توپولوژیکی پشنهاد داده بودند  اندکی درک شده است که چگونه الکترونها در چنین مواد توپولوژیکی در پاسخ به تفاوت های دما به منظور تولید اثر ترموالکتریکی جابه جا می شوند.

 

منبع:MIT