Cənubi Koreyanın "Korea Research Institute of Chemical Technology" mərkəzinin tədqiqatçıları istiliyi səmərəli şəkildə elektrik enerjisinə çevirə bilən yeni nəsil ekoloji təhlükəsiz termoelektrik material hazırlayıblar. Bu materiallar Pelytye və Zeebek fiziki effektləri əsasında fəaliyyət göstərir. Birinci effekt elektrik cərəyanı keçərkən materialı qızdırmağa və ya soyutmağa imkan verir, ikincisi isə temperatur fərqi hesabına elektrik enerjisi yaradır. Təklif olunan yeni və daha sadə istehsal üsulu bu materialların energetika sahəsində geniş tətbiqinə yol açır.
Bu texnologiya necə işləyir?
Yeni kəşfin əsasını gümüş və selen kimi nisbətən əlçatan elementlərdən ibarət olan gümüş selenid (Ag₂Se) birləşməsi təşkil edir. Alimlər yüksək temperatur və təzyiq tələb edən ənənəvi metodlardan fərqli olaraq, daha yumşaq sintez şəraitindən istifadə ediblər. Onlar məhlul-kimyəvi üsulla Ag₂Se nanohissəcikləri əldə edib, daha sonra əlavə selen qataraq Ag₂Se₁.₂ tərkibini formalaşdırıblar. Ardından sadə termik tablama vasitəsilə təkmilləşdirilmiş xüsusiyyətlərə malik sıx həcmli material yaradılıb.
Xüsusiyyətlərin yaxşılaşdırılmasında əsas mexanizm selenin nisbətən aşağı ərimə temperaturundan istifadə edilməsidir. Tablama zamanı selen maye halına keçərək Ag₂Se dənəcikləri arasındakı boşluqları doldurur və onların birləşərək sıxlaşmasına kömək edir. Eksperimentlər göstərib ki, Ag₂Se₁.₂ materialı 393 K temperaturda maksimum 0,927 termoelektrik səmərəlilik göstəricisinə (ZT) çatır. Bu proses elektrik keçiriciliyini artırmaqla yanaşı, kristal qəfəsinin istilik keçiriciliyini azaldır.
Hansı sahələrdə tətbiq ediləcək?
Yeni texnologiya sənaye prosesləri, məlumat mərkəzləri və günəş istilik qurğuları daxil olmaqla, kiçik miqyaslı enerji istehsalı sistemlərində tətbiq oluna bilər. Uzunmüddətli perspektivdə bu kəşf geyilə bilən Əşyalar İnterneti (IoT) cihazları və tibbi sensorlar üçün avtonom enerji mənbəyi kimi nəzərdən keçirilir. Materialın istənilən formanı ala bilmə qabiliyyəti müxtəlif temperatur qradiyentlərində sabit çıxış gərginliyi verən silindrik termoelektrik generatorlar yaratmağa imkan tanıyır.
Tədqiqatçılar həmçinin materialın mexaniki xüsusiyyətlərinin əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdığını qeyd ediblər. Belə ki, sıxılma möhkəmliyi və Yunq modulu (materialın sərtlik göstəricisi) iki dəfədən çox artıb. Bu nailiyyət materialın çevik və əyri enerji toplama sistemləri kimi mürəkkəb formalı cihazlarda istifadəsini mümkün edir. Alternativ energetika sahəsində mühüm addım hesab olunan bu tədqiqat "Advanced Composites and Hybrid Materials" elmi jurnalında dərc edilib.
