به گزارش خبرگزاری مهر، محققان لابراتوار ملی لارنس برکلی و دانشگاه کالیفرنیا در برکلی که نتایج تحقیقات خود را در مجله "نیچر" منتشر کرده اند، با استفاده از متد جدیدی توانستند رشته های نانو سیمهای سیلیسیومی را روی سطح سیلیکونی به مساخت 60 سانتیمتر مربع در یک محلول آبی ترکیب کنند.
این تکنیک که متفاوت از آنالوگهایی دیگری است که سطوح آبی آزاد را تولید می کنند، می تواند رشته های نانوسیمهای سیلیسیوم را به صورت عمودی در کنار یکدیگر نگه دارد. این ویژگی می تواند منشای تاثیرات الکتروگرمایی دستگاه باشد.
مواد الکتروگرمایی توانایی تبدیل گرما به الکتریسیته را دارند و می توانند کاربردهای زیادی در استفاده مجدد از گرمایی که در مدت تولید انرژی در محیط هدر می رود داشته باشند.
محاسبات نشان می دهد که در دنیا به ازای تولید حدود 10 تراوات انرژی الکتریکی که موتورهای گرمایی، توربینهای گازی و توربینهای بخار با تبدیل انرژی گرمایی به انرژی مکانیکی و سپس به انرژی الکتریکی تولید می کنند در حدود 15 تراوات انرژی گرمایی در محیط هدر می رود. اگر در این فرایند تنها یک کسر کوچک از این گرمای به هدر رفته بتواند دوباره به انرژی الکتریکی تبدیل شود می تواند در مقیاس جهانی بسیار قابل توجه باشد.
تاکنون مبارزه فناوری به منظور دستیابی به مواد الکتروگرمایی موثر بی نتیجه مانده بود. این هدف ارزشی معادل "یک" در پارامتر ZT دارد. ZT ضریب هدایت الکتریکی در ضریب هدایت گرمایی یک ماده است.
در سالهای اخیر ارزشهای ZT برابر با "یک" در سطوح باریک به دست آمده اند و نانوساختارهایی که با نیمه هادیهای بیسموت ساخته شده اند توانسته اند به این ارزش "یک" برسند، اما این مواد بسیار گران هستند و کارکردن با آنها بسیار دشوار است.
در این خصوص این دانشمندان اظهار داشتند: "در حقیقت سیلیسیوم در دمای محیط یک ماده بسیار بد الکتروگرمایی است، اما ما موفق شدیم به روشی چشمگیر ضریب هدایت گرمایی نانو سیمهای سیلیسیوم را بدون کاهش ضریب هدایت الکتریکی آنها کاهش دهیم و در سیمهایی که در حدود 50 نانومتر قطر داشتند به ارزش ZT برابر با 60/0 در دمای محیط دست یابیم. با کاهش قطر سیمها ما توانستیم ارزش ZT را به "یک" برسانیم."
نظر شما