Oamenii de știință au dezvoltat un material adecvat pentru utilizarea în generatoarele termoelectrice bazat pe „efectul Nernst anormal (ANE)” care mărește eficiența generatoare de tensiune. Aceste dispozitive pot fi purtate confortabil în forme și dimensiuni flexibile pentru a alimenta gadgeturile mici, înlocuind astfel baterii.
Efectul termoelectric implică interconversia energiei termice și a energiei electrice; numit efect Seebeck, când căldura este convertită într-un potențial electric la joncțiunea a două metale diferite și, inversul se numește efect Peltier, adică conversia unui potențial electric în generarea de căldură.
Căldura este din abundență și, uneori, se pierde, care ar putea fi recoltată pentru a alimenta dispozitivele electrice. Au fost multe eforturi în trecut pentru a dezvolta o tehnologie viabilă din punct de vedere comercial pentru a recolta căldură. Cel bazat pe efectul Seebeck nu a putut vedea lumina zilei din cauza mai multor limitări.
Un fenomen mai puțin cunoscut numit Efect Nernst anormal (ANE), adică aplicarea gradientului de temperatură într-un material magnetic generează tensiune electrică perpendiculară pe fluxul de căldură și a fost, de asemenea, aplicată în trecut pentru colectarea căldurii și conversia acesteia în energie electrică. Cu toate acestea, potențialul său a fost limitat din cauza lipsei de materiale adecvate, netoxice, ușor disponibile și ieftine.
Căutarea acestui material potrivit pare acum încheiată! Cercetătorii au raportat recent realizarea unui aliaj care este netoxic, ușor de disponibil, ieftin și suficient de maleabil pentru a fi transformat în pelicule subțiri pentru a se potrivi cerințelor. Folosind procesul de dopaj, cercetătorii au făcut Fe3Al sau FE3Ga (75% fier și 25% aluminiu sau galiu). Când a fost folosit acest material, tensiunea generată a fost mărită de 20 de ori.
Acest material nou dezvoltat pare a fi foarte promițător și poate fi folosit pentru a proiecta materiale subțiri și flexibile capabile să recolteze căldură reziduală eficient pentru a se converti la tensiune electrică, suficient de adecvată pentru a alimenta dispozitive mici.
Descoperirea acestui material, care este exact în ceea ce privește proprietățile, ar putea fi posibilă datorită disponibilității tehnologiilor numerice de calcul automatizate de mare viteză, depășind în mod eficient limitările metodei de odinioară de dezvoltare a materialului bazată pe „repetiție” și „rafinament”. .
***
Surse:
1. Universitatea din Tokyo 2020. Comunicat de presă. Element abundent pentru alimentarea dispozitivelor mici. Un generator subțire, pe bază de fier, folosește căldura reziduală pentru a furniza cantități mici de energie. Postat 28 aprilie 28, 2020. Disponibil online la https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00106.html Accesat pe 08 mai 2020.
2. Sakai, A., Minami, S., Koretsune, T. et al. Feromagneți binari pe bază de fier pentru conversie termoelectrică transversală. Nature 581, 53–57 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2230-z
***
