Neutronová analýza vysvětluje dynamiku skrytou za termoelektrickými procesy

14. 6. 2011

Neutronová analýza atomové dynamiky ležící za tepelnou vodivostí pomáhá vědcům lépe pochopit funkci termoelektrických materiálů. Tato analýza by mohla podpořit vývoj širokého spektra produktů schopných transformovat teplo v elektřinu.

Vědci prováděli experimenty na specializovaných zařízeních amerického ministerstva energetiky v Oak Ridge National Laboratory - na Spallation Neutron Source a the High Flux Isotope Reactor - a snažili se zjistit příčinu velice nízké tepelné vodivosti teluridu olova. Tato vlastnost činí ze zmíněné sloučeniny vynikající termoelektrický materiál.

Výzkum Oliviera Delairea byl publikován v časopise Nature Materials a ukazuje, že neobvyklé sdružování mikroskopických vibračních modů, které se nazývají fonony, nese zodpovědnost za přerušení dynamiky vedoucí tepelnou energii v teluridu olova.

V typických krystalických materiálech, které mají atomovou strukturu ve tvaru mřížky, je tepelná vodivost zvýšena šířením fonomů podél mřížky. Atomy vedou teplo tak, že v řadě za sebou vibrují. Delaireův tým ukázal, že telurid olova, ačkoliv má podobnou krystalickou mřížku jako kamenná sůl, se vyznačuje silným sdružováním fonomů, což narušuje schopnost vést teplo.

Kontrolou tepelné vodivosti termoelektrických materiálů vznikají nižší ztráty a větší množství tepla může být přeměněno v elektřinu. Dnes jsou termoelektrické materiály využívány k pohonu kosmických sond. Nové pokročilé materiály mohou být využity k výrobě mnohem běžnějších aplikací, např. využívajících odpadního tepla vozidel, průmyslových procesů, nebo také určených k výrobě elektřiny ze slunečního záření.

Podrobnosti v angličtině: ZDE

0
Vytisknout
4070

Diskuse

Obsah vydání | 14. 6. 2011