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Le thermoélectrique le plus efficace a été créé
Dernière revue: 16.10.2021
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Les chimistes de la Northwestern University ont mis au point un matériau thermoélectrique unique qui convertit la chaleur en électricité.
C'est le meilleur matériau de son genre - son efficacité est deux fois plus élevée que tous les matériaux précédemment connus. Cette découverte peut être très importante pour le développement de l'industrie mondiale, étant donné que les deux tiers de l'énergie produite pour les besoins humains sont perdus sous forme de chaleur. Les résultats du travail des chercheurs sont publiés dans les pages de la revue Nature.
Selon cet article, le nouveau matériel se compose de grains de tellurure de plomb et de tellurure de strontium, ainsi que d'une petite quantité de sodium. Ce matériau écologiquement stable peut convertir de 15 à 20% de la chaleur produite dans la production d'énergie en électricité utile.
De nouveaux matériaux peuvent être utilisés dans l'industrie automobile et lourde (par exemple, dans la production de verre, de briques, de raffineries, de centrales à charbon et à gaz). En outre, un thermoélectrique efficace peut être utilisé sur les grands navires et les pétroliers, où les grands moteurs à combustion interne fonctionnent en continu.
« Notre système thermo-électrique est le plus efficace dans le monde à toute température - dit Mercury Kanattsidis, chef de projet et auteur principal de l'article dans le magazine«Nature»-. Ce matériau peut convertir la chaleur en électricité plus efficacement que tout autre. » « On nous demande souvent comment résoudre le problème de la conservation de l'énergie, - ajoute collègue Kanattsidisa Vinayak Dravid -. Mais il n'y a pas de solution universelle, la solution doit être globale Thermoelectrics ne peut pas résoudre tous les problèmes d'énergie, mais il est une partie importante d'une approche intégrée. ».
Les thermoélectriques sont des substances qui ont la capacité de générer de l'électricité à différentes températures dans différentes zones du matériau. L'efficacité d'une telle transformation est déterminée par deux exigences qui, à bien des égards, se contredisent. Un thermoélectrique efficace doit être aussi bon que possible pour conduire l'électricité et en même temps le mieux possible pour conduire la chaleur.
Une substance à très faible résistance ne sera pas un thermoélectrique efficace si elle conduit bien la chaleur. Pour obtenir une faible conductivité thermique avec une conductivité électrique élevée, les scientifiques ont modifié la structure du matériau.
Les spécialistes ont pris comme base le tellurure de plomb thermoélectrique classique (PbTe) et y ont ajouté des inclusions de nanocristaux de tellurure de strontium. Ils ont violé la structure ordonnée du matériau, mais n'ont pas affecté la conductivité électrique, et donc sa conductivité thermique.
Le résultat a plu aux scientifiques et, sans doute, fera bientôt plaisir aux entreprises de construction automobile, aux raffineries de pétrole et autres objets industriels auxquels de nouveaux matériaux peuvent contribuer à réduire les intrants énergétiques.