Инженеры придумали последовательность применения для подобных компьютерной микросхеме устройств, охлаждающих объекты, когда включено или преобразовывающих использованное тепло в электричество — материал как автомобильные сиденья, охлаждающие водителей в жаркие дни и кулеры, охлаждающие напитки, когда включено. Но в общем и целом, эти устройства, известные как thermoelectrics, остались слишком неэффективными для большой части настоящего влияния. Сейчас, исследователи В США и Китае информируют, что они придумали новый способ повысить производительность одного из самый распространенных thermoelectrics на рынке, трансгрессия, которая имела возможность проложить путь к более широкому применению в преобразовании использованного тепла от автомобилей и других механических устройств в необходимое электричество.
Не обращая внимания на то, что упрочнения улучшить thermoelectrics не окупились в значительной степени, это не из-за отсутствия попытки. Физики, осознанные в ранние десятилетия 1800-х, нагревающих течение в схеме между двумя различными проводниками, имели возможность генерировать электрическое напряжение.
Они также нашли противоположный эффект – электричество, питаемое в такое устройство, нагреет одного проводника и охладит второй. Устройства трудятся, потому, что тепло может третировать электроны, и перемещение электронов может нести тепло.
Исследователи продолжительно пробовали улучшить результат для устройств практичными. Наровне с этим цель пребывает в том, чтобы, как правило, увеличивать собственность в материалах, известных как ZT, зависящий от последовательности факторов, включающих свойство материала совершить тепло и его электрическую проводимость.
Сплав теллурида свинца (PbTe), к примеру, что продолжительно употреблялся для генерации электричества на борту спутников, имеет ZT приблизительно 0,8.Для увеличения ZT исследователи, как правило, пробуют увеличить электрическую проводимость материала как вероятно больше при подавлении ее теплопроводности. В 2008 исследователи во главе с Джеффри Снайдером, материаловедом из Калифорнийского технологического университета в Пасадене, пронзили PbTe с таллием, повысившим ZT к 1,5. Позднее сделала вывод, что таллий поменял электронную структуру кристалла, улучшив его электрическую проводимость.
Но таллий токсичен, так, Снайдер и его сотрудники хотели узнать, имели возможность ли бы они согласовать улучшение с другими добавками. Ранее в этом году, Снайдер и его бригада в Калифорнийском технологическом университете, о котором информируют в энергии и Энвиронике, что заменение натрием для таллия произвело ZT 1,4.
Сейчас, бригада Снайдера, в сочетании с исследователями от Шанхайского Университета китайской Академии наук Керамики, информируют онлайн сейчас по собственной природе, что добавление селена и натрия дает им большой ZT 1,8. Селен не только позже улучшает электрическую проводимость, он также уменьшает теплопроводность, растолковывает Снайдер.
«Это – добрая работа», говорит Бригада Чен, thermoelectrics эксперт в Массачусетском технологическом университете в Кембридже. «Это показывает, что существует все еще помещение для улучшения существующих материалов», он говорит, что Снайдер отмечает, что та же стратегия подобающа улучшить электрическую проводимость, и без того ZT, другого стандартного thermoelectrics. С любой успехом улучшения будут громадными для подталкивания термоэлектрических устройств из приложений ниши и в господствующую тенденцию.