Questa non è la prima volta che viene dimostrata la "termoelettricità trasversale" ma, secondo i ricercatori, è la prima volta che mostra una notevole efficienza.
Funziona quando la struttura interna del Re4Si7 il cristallo si trova ad un angolo specifico rispetto al flusso di calore, causando la separazione di elettroni e lacune che si spostano in direzioni opposte ad angolo retto rispetto al calore, mentre nei generatori termoelettrici convenzionali i vettori si muovono lungo l'asse del flusso di calore.
"Questa è la prima volta che questo tipo di dispositivo si dimostra realizzabile", ha affermato il professore di chimica Joshua Goldberger. “Abbiamo dimostrato che questi materiali sono efficaci quanto un generatore termoelettrico convenzionale la tecnologia, con efficienze che sono ordini di grandezza superiori a qualsiasi precedente dispositivo trasversale. Questo composto è altrettanto buono di quello che puoi acquistare in commercio.
Due anni fa, la stessa squadra ha scoperto proprietà inaspettate, in un composto diverso, che consentivano a elettroni e lacune "di scorrere lungo quella che potrebbe assomigliare a un'autostrada nord-sud per una carica e un'autostrada est-ovest per l'altra", secondo il Università.
Dopo quella scoperta, i ricercatori hanno setacciato le ricerche di altri scienziati a cui erano stati trovati cristalli che facevano la stessa cosa.
"Ci siamo interessati a questo perché, all'inizio, non ci rendevamo conto che potesse esistere", ha detto Goldberger. "Quando abbiamo capito che poteva esistere, abbiamo davvero spinto a trovare questi materiali".
Ora hanno confermato sperimentalmente 15 materiali con queste proprietà, su oltre 110,000 strutture cristalline catalogate a livello internazionale.
“Alcuni erano stati scoperti, ma nessuno è stato sfruttato per la funzionalità. Quello che abbiamo scoperto è che possiamo effettivamente farci qualcosa ", ha detto Wolfgang Windl, professore di scienze dei materiali dell'Ohio. "Tutto quello che dobbiamo fare è mettere i fili a un'estremità e orientare il cristallo in un certo modo e improvvisamente abbiamo un generatore di corrente senza parti in movimento".
Ohio State ha lavorato con l'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign.
Il lavoro è trattato in "Dispositivi termoelettrici trasversali altamente efficienti con cristalli Re4Si7" pubblicato su Energy & Environmental Science.