Quali sono i diversi tipi di materiali termoelettrici?

Il processo termoelettrico è la conversione diretta del calore in elettricità e di nuovo nel riscaldamento o nel raffreddamento di un oggetto.I materiali termoelettrici possono essere utilizzati per misurare le variazioni di temperatura, modificare la temperatura effettiva di un oggetto e generare una carica elettrica, che può essere utilizzata per generare energia.Nel 2011, materiali termoelettrici sono troppo inefficienti per essere utili, ma gli ingegneri automobilistici stanno tentando di usarli per raccogliere energia termica sprecata da un veicolo e trasformarla in elettricità utilizzabile.I ricercatori stanno tentando di aumentare l'efficienza dei materiali termoelettrici per renderli più economici in modo che possano essere utilizzati per creare frigoriferi a basso costo e più efficienti, condizionatori d'aria e altri dispositivi che richiedono un raffreddamento.

I processi termoelettrici si verificano a causa dell'effetto Peltier,che è il raffreddamento e il riscaldamento di giunzioni opposte nei circuiti elettrici contenenti semiconduttori diversi.I materiali termoelettrici possono essere utilizzati per creare dispositivi di raffreddamento o per fornire refrigerazione.Uno dei materiali termoelettrici comuni utilizzati oggi è il bismuto Telluride, un composto costoso che può costare fino a $ 1.000 dollari USA (USD)/lb ($ 2.000 USD/kg).Se preparato correttamente, questo materiale termoelettrico produce variazioni di temperatura affidabili da 14 a 266 gradi F (da -10 a 130 gradi C).I sistemi termoelettrici funzionano in modo affidabile e preciso senza il rumore dei sistemi di riscaldamento, raffreddamento e refrigerazione convenzionali e senza clorofluorocarburi (CFCS).Le sonde dello spazio di alimentazione nelle chiavi più profonde dello spazio, così lontane dal sole che i pannelli solari sono inutili.Il processo prevede l'intestimento di materiale nucleare in un generatore termico radioisotopo, in cui il decadimento radiologico produce energia termica che viene quindi convertita in elettricità in alimentare la sonda.Questo è lo stesso processo che gli ingegneri automobilistici stanno cercando di sfruttare dal calore di scarico dei motori auto e Mdash;Il calore che può essere convertito in elettricità in alimenta l'auto.

Ricerca e sviluppo nei materiali termoelettrici è in corso dal Centro di ricerca di frontiera energetica presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT).Lì, ricercatori e scienziati hanno fatto alcune scoperte piuttosto significative, come l'accoppiamento del disturbo termico e delle strutture elettroniche a temperatura finita.Le attuali sfide in questo campo sono identificare o sintetizzare nuovi materiali, non ancora scoperti, con capacità termoelettriche più efficienti.I progressi in questo campo possono consentire lo sviluppo di materiali che generano elettricità dal calore dei rifiuti, fornendo una soluzione energetica globale sostenibile.