Wat zijn thermocells?

Op het eenvoudigste niveau zetten thermocells warmte om in elektriciteit.Er zijn veel manieren om warmte om te zetten in elektriciteit die momenteel worden gebruikt, zoals die te zien in kerncentrales.Thermocells kunnen worden onderscheiden van de apparaten die momenteel worden gebruikt door hoe de conversie van de ene vorm van energie naar de andere is voltooid.Een thermocell bestaat uit een anode en een kathode, die beide elektroden zijn.Elektroden zijn materialen die in staat zijn om elektriciteit uit te voeren.

De omzetting van warmte naar elektriciteit die optreedt als elektronen binnen een thermocell stroomt, hangt af van een fenomeen dat voor het eerst in de 19e eeuw wordt opgemerkt door een Pruisische wetenschapper genaamd Thomas Johann Seebeck.Hij merkte op dat circuits bestaande uit twee ongelijksoortige metalen geleiders elektriciteit zullen leiden wanneer de overeenkomstige gebieden waar de geleiders aanraken bij verschillende temperaturen worden gehandhaafd.Omdat warmte wordt toegepast op een van de twee geleiders, stromen de verwarmde elektronen naar de koelere.Dit produceert een kleine, maar meetbare hoeveelheid spanning.Hoewel Seebeck ten onrechte ervan uitging dat het effect dat hij waarnam een magnetische was, bepaalden wetenschappers later dat het een elektrische was.

Het soort reactie dat plaatsvindt in een thermocell wordt ook een redox, of oxidatie- en reductiereactie genoemd.Dit type chemische reactie wordt gekenmerkt door respectievelijk het verlies of de versterking van een of meer elektronen door een atoom of molecuul.In het geval van thermocells is het de stroom van elektronen van de verwarmde geleider naar de koelere geleider die de elektrische stroom produceert, of de verwarmde geleider verliest elektronen aan de koelere.

Gewone celbatterijen produceren ook elektrische energie met behulp van redoxreacties.Sulfaten van twee ongelijksoortige metalen, zoals koper en zink, worden in contact gebracht, zodat de gecreëerde chemische reactie ervoor zorgt dat elektronen van het ene contactpunt naar het andere stromen.De elektrische stroom die wordt gegenereerd, stromen in de tegenovergestelde richting van de elektronen.Momenteel produceert deze reactie elektrische energie veel efficiënter dan een thermocell.

Ondanks de hedendaagse inefficiënties wordt veel onderzoek uitgevoerd naar het potentiële gebruik van thermocells.Dit komt door het feit dat veel andere vormen van energieproductie nog steeds grote hoeveelheden afvalwarmte produceren.Een thermocell is een van de weinige apparaten die elektrische energie uit warmte produceren, dus een van de doelen is dat thermocells kunnen worden gebruikt om afvalwarmte te herstellen en om te zetten in bruikbare hoeveelheden elektrische energie.