「横熱電」が実証されたのはこれが初めてではありませんが、研究者によると、それが顕著な効率を示したのは初めてです。
それは、Re の内部構造が機能するときに機能します。4Si7 結晶は熱流に対して特定の角度にあり、電子と正孔が分離し、熱に対して直角に反対方向に移動しますが、従来の熱電発電機では、キャリアは熱流軸に沿って移動します。
化学教授のジョシュア・ゴールドバーガー氏は、「この種の装置が実現可能であることが示されたのはこれが初めてだ」と語った。 「これらの材料が従来の熱電発電機と同じくらい効果的であることを示しました」 テクノロジー、これまでのどの横型デバイスよりも桁違いに高い効率を実現します。 この化合物は市販のものと同じくらい優れています。」
XNUMX年前、同じチームが別の化合物で予期しない特性を発見しました。これにより、電子と正孔が「一方の電荷では南北の高速道路に、もう一方の電荷では東西の高速道路に似ている可能性があるものに沿って走る」ことができました。大学。
その発見の後、研究者たちは同じことをする結晶を発見した他の科学者の研究をくまなく調べました。
「最初は、それが存在する可能性があることに気づかなかったので、私たちはこれに興味を持ちました」とゴールドバーガーは言いました。 「それが存在する可能性があるとわかったとき、私たちはこれらの材料を見つけることを強く求めていました。」
現在、彼らは、15万を超える国際的にカタログ化された結晶構造のうち、これらの特性を備えた110,000の材料を実験的に確認しています。
「いくつか発見されましたが、機能性のために悪用されたものはありませんでした。 私たちが見つけたのは、実際にそれを使って何かができるということです」とオハイオ州の材料科学教授であるWolfgangWindl氏は述べています。 「私たちがしなければならないのは、ワイヤーを一方の端に配置し、結晶を特定の方向に向けるだけです。突然、可動部品のない発電機ができました。」
オハイオ州立大学は、イリノイ大学アーバナシャンペーン校と協力しました。
この作業は、Energy＆EnvironmentalScienceに掲載された「Re4Si7結晶を備えた高効率の横方向熱電デバイス」で取り上げられています。