Τι είναι τα θερμοκύτταρα;

Στο απλούστερο επίπεδο, τα θερμοκύτταρα μετατρέπουν τη θερμότητα σε ηλεκτρική ενέργεια.Υπάρχουν πολλοί τρόποι μετατροπής της θερμότητας σε ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος, όπως αυτή που παρατηρείται στους πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής.Τα θερμοκύτταρα μπορούν να διακριθούν από τις συσκευές που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος με τον τρόπο με τον οποίο ολοκληρώνεται η μετατροπή από μία μορφή ενέργειας σε άλλη.Ένα θερμοστοιχείο αποτελείται από άνοδο και κάθοδο, και τα δύο είναι ηλεκτρόδια.Τα ηλεκτρόδια είναι υλικά που είναι ικανά να διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια.

Η μετατροπή από τη θερμότητα σε ηλεκτρική ενέργεια που εμφανίζεται καθώς τα ηλεκτρόνια ρέουν μέσα σε ένα θερμοκύτταρο εξαρτάται από ένα φαινόμενο που παρατηρείται για πρώτη φορά τον 19ο αιώνα από έναν Πρωσό επιστήμονα που ονομάζεται Thomas Johann Seebeck.Παρατήρησε ότι τα κυκλώματα που αποτελούνται από δύο διαφορετικούς μεταλλικούς αγωγούς θα διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια όταν οι αντίστοιχες περιοχές όπου οι αγωγοί αγγίζουν διατηρούνται σε διαφορετικές θερμοκρασίες.Καθώς η θερμότητα εφαρμόζεται σε έναν από τους δύο αγωγούς, τα θερμαινόμενα ηλεκτρόνια ρέουν προς το δροσερό.Αυτό παράγει μια μικρή, αλλά μετρήσιμη, ποσότητα τάσης.Παρόλο που ο Seebeck υποθέτει λανθασμένα ότι η επίδραση που παρατήρησε ήταν μαγνητική, οι επιστήμονες αργότερα το καθόρισαν ως ηλεκτρικό.

Το είδος της αντίδρασης που λαμβάνει χώρα μέσα σε ένα θερμοστοιχείο ονομάζεται επίσης

ή η οξείδωση και η αντίδραση μείωσης.Αυτός ο τύπος χημικής αντίδρασης χαρακτηρίζεται από την απώλεια ή το κέρδος, αντίστοιχα, ενός ή περισσοτέρων ηλεκτρονίων από ένα άτομο ή ένα μόριο.Στην περίπτωση των θερμοκύλλεων, είναι η ροή των ηλεκτρονίων από τον θερμαινόμενο αγωγό στον ψυχρότερο αγωγό που παράγει το ηλεκτρικό ρεύμα ή ο θερμαινόμενος αγωγός χάνει ηλεκτρόνια στο ψυγείο..Τα θειικά άλατα από δύο διαφορετικά μέταλλα, όπως ο χαλκός και ο ψευδάργυρος, έρχονται σε επαφή έτσι ώστε η χημική αντίδραση που δημιουργείται να προκαλέσει τα ηλεκτρόνια να ρέουν από ένα σημείο επαφής σε άλλο.Το ηλεκτρικό ρεύμα που παράγεται ροές προς την αντίθετη κατεύθυνση προς τα ηλεκτρόνια.Επί του παρόντος, αυτή η αντίδραση παράγει ηλεκτρική ενέργεια πολύ πιο αποτελεσματικά από ό, τι ένα θερμοκύτταρο.Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι πολλές άλλες μορφές παραγωγής ενέργειας εξακολουθούν να παράγουν μεγάλες ποσότητες απορριμμάτων.Ένα θερμοστοιχείο είναι μία από τις λίγες συσκευές που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια από τη θερμότητα, οπότε ένας από τους στόχους είναι ότι τα θερμοκύτταρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανάκτηση της απόβλητης θερμότητας και τη μετατροπή τους σε χρήσιμες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας.