韓国のノースウェスタン大学とソウル国立大学の科学者のチームは、熱を非常に効率的に電気に変換できる高効率の熱電材料を実証しました。今日、化石燃料から発電する場合、エネルギーの65％以上が「廃熱」の形で失われます。この熱を奪い、それから発電することは深刻な経済であり、環境への懸念です。
イリノイ州のノースウェスタン大学の材料科学者は、単結晶セレン化スズ（SnSe）化合物の形で有望な熱電材料を開発しました。化合物の単結晶形態の高い脆弱性は依然として問題であり、それが実際に発見物を使用することを困難にした。同時に、化合物のはるかに安定したプラスチックの多結晶形態は、熱電変換には不適切であることが判明しました。多結晶形態では、セレン化スズは熱伝導率が高く、材料の顕著な熱電特性を打ち消すことが判明しました。
韓国の同僚の助けを借りて、米国の科学者は問題の根本を見つけることができました-それは化合物の表面に酸化膜が形成されたことでした。韓国の科学者は、化学反応の連鎖から酸素を排除し、酸化物不純物なしで多結晶形態のセレン化スズを得る技術プロセスを提案し、テストすることができました。
「純粋な」多結晶セレン化スズ化合物（性能指数）における廃熱の変換効率は、783 K（510℃）の温度で約3.1ZTでした。熱から電気への変換係数の指標である性能指数は、単結晶化合物よりもさらに高いことがわかりました。
科学者たちは、新しい材料の生産を問題なく開始できると述べています。彼らは、純粋な多結晶セレン化スズに基づく熱電変換器が、例えば鉄鋼製錬などのエネルギー集約型の生産、および例えば大排気量の船での大規模輸送で需要があると予想している。
2021-08-06 13:23:10
著者: Vitalii Babkin