Door Cameron Chai
Een team van onderzoekers van de Universiteit Purdue heeft een deklaagtechniek gebruikend nanotechnologie ontwikkeld om afvalenergie van auto's, elektrische centrales en fabrieken te heroveren.
Dit beeld toont glasvezels die met een thermo-elektrisch materiaal met een laag worden bedekt dat elektrostroom wanneer blootgesteld aan hitte produceert. De technologie zou kunnen worden gebruikt om energie van hete pijpen of motorcomponenten te oogsten, misschien vertegenwoordigend een manier om energie terug te krijgen die in fabrieken, elektrische centrales en auto's wordt verspild. (Universitaire foto Purdue/Scott W. Finefrock)
Het onderzoeksteam heeft een thermo-elektrisch materiaal ontwikkeld. Wanneer dit thermo-elektrische materiaal over glasvezels met een laag wordt bedekt en aan hitte blootgesteld, produceert het elektrostroom door elektronen aan stroom naar de koelere kant te maken. De deklaagtechniek impliceert het onderdompelen van de glasvezels in een nanocrystal oplossing van het loodtelluride die door een onthardend proces wordt gevolgd de kristallen te maken samen smelten.
De Traditionele thermo-elektrische apparaten vereisen hopen krachtige thermo-elektrische materialen, die een tendens hebben te breken. De nanocrystal-met een laag bedekte vezels zijn flexibel, dus kunnen zij met de onregelmatige vormen van uitlaatpijpen en motoren zijn in overeenstemming geweest om het grootste deel van de verspilde energie terug te krijgen. Voorts gebruiken zij een fractie van het thermo-elektrische materiaal.
De nanocrystal-met een laag bedekte vezels kunnen als een het koelen techniek worden gebruikt in vaste toestand die het gebruik van chemische koelmiddelen en compressoren elimineert. Zij kunnen ook worden gebruikt om koelkledingstukken te vervaardigen. Volgens het team, is de nieuwe techniek scalable aan industriële processen.
Het onderzoeksteam heeft aangetoond dat het nieuwe thermo-elektrische materiaal een hoge thermo-elektrische efficiency heeft, die in termen van ZT wordt gemeten. Nanocrystals zijn een zeer belangrijk element omdat hun interfaces de de structuurtrilling van het kristalrooster onderdrukken, die beurtelings warmtegeleidingsvermogen vermindert. Zij kunnen quantumbeperking `' aantonen waar de uiterst kleine structuren vrijwel als individuele atomen handelen. Het aantal ZT kan met deze beperking worden verhoogd.
Yue Wu, één van de onderzoekers, verklaarde dat het team één enkele parameter gecreeerd heeft die als efficiencyverhouding door de overvloed, de kosten, de prestaties en de giftigheid van het materiaal wordt genoemd te bestuderen. De onderzoekers hebben een V.S.- octrooitoepassing voor de techniek van de vezeldeklaag ingediend.
De volgende stap van het onderzoeksteam is efficiency door het hogere temperatuur ontharden te verbeteren. Het team vindt ook manieren om het onthardende proces te elimineren volledig, dat kan toelaten om polymeervezels eerder dan glasvezels met een laag te bedekken. Aangezien het thermo-elektrische materiaal een tendens heeft te breken wanneer zij bij scherpe hoeken worden verdraaid, kan het team ook bij het verbeteren van de veerkracht van het materiaal werken door de glasvezels te verstrekken een polymeerdeklaag. Het team probeert ook om andere materialen in plaats van giftig tellurium en lood te gebruiken.
Bron: http://www.purdue.edu/