Termoelektromosnak azokat az anyagokat hívjuk, amik képesek a hőt elektromossággá alakítani. Ismerünk is néhány ilyet, de a használható hatékonyságúak drágák, és mérgező anyagokból készülnek, például ólomból és tellúrból. Főleg mérgező mivoltuk akadályozza, hogy a gyakorlatban hasznosítsák őket, például mobiltelefonokban vagy autókban, ahol a hulladékhő hasznosítása látványos energiahatékonysági fejlődést jelenthetne.

A francia tudományos alap kutatóintézete, a caeni CRISMAT kutatói most olyan nanokompozit anyagot fedeztek fel, ami megoldja ezt a problémát, mert könnyen előállítható, olcsó és biztonságos. Emmanuel Guilmeau és csapata a réz-szulfátokat vizsgálta, amelyekről ismert, hogy hőelektromos tulajdonságokkal rendelkező változataik is vannak.

Az új szintetikus anyag rézből, mangánból, germániumból és kénből áll. Ezek ötvözete olyan anyagszerkezetet alkot, amelyen belül két különböző kristálystruktúra van jelen egyszerre. Ez egy olyan kísérlet eredménye, amelynek során a mangán egy részét igyekeztek rézre cserélni, és váratlanul a kristályszerkezetben megjelenő összefüggő hibákat találtak, úgynevezett nanodoméneket, amelyek megváltoztatták az anyag hő- és elektronvezetését.

Meglepett minket az eredmény. Általában az összetétel enyhe megváltoztatása alig van hatással az ilyen anyagok szerkezetére

– mondta Guilmeau.

A különleges kristály előállítása ráadásul viszonylag egyszerű: az anyagokat porrá őrlik, majd 600 Celsius-fokra hevítve kristályosítják. Guilmeau rámutatott, hogy emiatt az ipari léptékű gyártása könnyen megoldható. A termoelektromos nanokompozit 400 Celsius-fokig stabil, így a legtöbb esetben képes hasznosítani az ipari folyamatok során keletkező hulladékhőt. A felfedezést a Német Kémiai Társaság lapja, az Angewandte Chemie közölte.

(SciTechDaily)