Une équipe de scientifiques de l'Université Northwestern et de l'Université nationale de Séoul en Corée a démontré un matériau thermoélectrique très efficace qui peut convertir la chaleur en électricité assez efficacement. Aujourd'hui, lors de la production d'électricité à partir de combustibles fossiles, plus de 65 % de l'énergie est perdue sous forme de chaleur « perdue ». Capter cette chaleur et produire de l'électricité à partir de celle-ci est une économie sérieuse et une préoccupation pour l'environnement.
Des scientifiques des matériaux de la Northwestern University dans l'Illinois ont mis au point un matériau thermoélectrique prometteur sous la forme d'un composé monocristallin de séléniure d'étain (SnSe). La grande fragilité de la forme monocristalline du composé restait un problème, ce qui rendait difficile l'utilisation de la trouvaille dans la pratique. Dans le même temps, la forme polycristalline beaucoup plus stable et plastique du composé s'est avérée inadaptée à la conversion thermoélectrique. Il s'est avéré que sous forme polycristalline, le séléniure d'étain a une conductivité thermique élevée, ce qui annule les remarquables caractéristiques thermoélectriques du matériau.
Avec l'aide de leurs collègues sud-coréens, des scientifiques des États-Unis ont pu trouver la racine du problème - c'était la formation d'un film d'oxyde à la surface du composé. Des scientifiques coréens ont pu proposer et tester un procédé technique dans lequel l'oxygène était exclu de la chaîne des réactions chimiques et le séléniure d'étain sous forme polycristalline était obtenu sans impuretés d'oxyde.
L'efficacité de conversion de la chaleur perdue dans un composé polycristallin de séléniure d'étain "pur" (figure de mérite) était d'environ 3,1 ZT à une température de 783 K (510 ). Le facteur de mérite - un indicateur du coefficient de conversion de la chaleur en électricité - s'est avéré être encore plus élevé que celui d'un composé monocristallin.
Les scientifiques notent que la production d'un nouveau matériau peut être lancée sans aucune difficulté. Ils s'attendent à ce que les convertisseurs thermoélectriques à base de séléniure d'étain polycristallin pur soient demandés dans la production à forte intensité énergétique, par exemple, dans la fonderie d'acier, et dans le transport à grande échelle, par exemple, sur des navires de grand déplacement.
2021-08-06 13:23:10
Auteur: Vitalii Babkin