A tudósok az „anomális Nernst-effektuson (ANE)” alapuló, termoelektromos generátorokban való használatra alkalmas anyagot fejlesztettek ki, amely növeli a feszültséggenerálás hatékonyságát. Ezek az eszközök kényelmesen viselhetők rugalmas formában és méretben, kis kütyük meghajtására, így helyettesítve akkumulátorok.
A termoelektromos hatás a hőenergia és a villamos energia kölcsönös átalakítását vonja maga után; Seebeck-effektusnak nevezik, amikor két különböző fém találkozásánál a hő elektromos potenciállá alakul, és ennek fordítottját Peltier-effektusnak nevezik, vagyis az elektromos potenciál átalakulását hőtermeléssé.
A hő bővelkedik, és időnként pazarlásba kerül, amelyet elektromos berendezések táplálására lehetne gyűjteni. A múltban sok erőfeszítést tettek kereskedelmileg életképes technológia kifejlesztésére a hő begyűjtésére. A Seebeck-effektuson alapuló több korlát miatt nem láthatott napvilágot.
Egy kevésbé ismert jelenség az ún Rendellenes Nernst-effektus (ANE), azaz a hőmérsékleti gradiens alkalmazása egy mágneses anyagban a hőáramra merőleges elektromos feszültséget hoz létre, és korábban hőgyűjtésre és elektromos árammá alakítására is alkalmazták. Lehetőségei azonban korlátozottak a megfelelő, nem mérgező, könnyen hozzáférhető és olcsó anyagok hiánya miatt.
Úgy tűnik, ennek a megfelelő anyagnak a keresése most véget ért! A kutatók a közelmúltban arról számoltak be, hogy olyan ötvözetet készítettek, amely nem mérgező, könnyen hozzáférhető, olcsó és elég képlékeny ahhoz, hogy a követelményeknek megfelelő vékony filmeket készítsenek belőle. A dopping folyamatának felhasználásával a kutatók elkészítették Fe3Al vagy FE3Ga (75% vas és 25% alumínium vagy gallium). Ennek az anyagnak a használatakor a generált feszültség 20-szorosára nőtt.
Ez az újonnan kifejlesztett anyag nagyon ígéretesnek tűnik, és felhasználható vékony és rugalmas anyagok tervezésére, amelyek képesek a betakarításra. hulladékhő hatékonyan átalakítható elektromos feszültséggé, elegendő az áramellátáshoz kis eszközök.
Ennek a tulajdonságait tekintve éppen megfelelő anyagnak a felfedezése a nagy sebességű, automatizált numerikus számítási technológiák elérhetősége miatt lehetséges, hatékonyan leküzdve az „ismétlésen” és „finomításon” alapuló anyagfejlesztés egykori módszerének korlátait. .
***
Források:
1. University of Tokyo 2020. Sajtóközlemény. Bőséges elem kis eszközök táplálásához. Egy vékony, vasalapú generátor hulladékhőt használ fel kis mennyiségű energia biztosítására. Feladás dátuma: 28. április 28. 2020. Elérhető online: https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00106.html Hozzáférés dátuma: 08. május 2020.
2. Sakai, A., Minami, S., Koretsune, T. et al. Vas alapú bináris ferromágnesek keresztirányú termoelektromos konverzióhoz. Nature 581, 53–57 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2230-z
***
