Não é a primeira vez que a 'termoeletricidade transversal' é demonstrada, mas, segundo os pesquisadores, é a primeira vez que mostra notável eficiência.
Funciona quando a estrutura interna do Re4Si7 o cristal está em um ângulo específico em relação ao fluxo de calor, fazendo com que os elétrons e buracos se separem e viajem em direções opostas em ângulos retos com o calor - enquanto nos geradores termoelétricos convencionais os portadores se movem ao longo do eixo do fluxo de calor.
“Esta é a primeira vez que este tipo de dispositivo se mostra viável”, disse o professor de química Joshua Goldberger. “Mostramos que esses materiais são tão eficazes quanto os geradores termoelétricos convencionais tecnologia, com eficiências ordens de magnitude superiores a qualquer dispositivo transversal anterior. Este composto é tão bom quanto o que você pode comprar comercialmente.”
Dois anos atrás, a mesma equipe descobriu propriedades inesperadas, em um composto diferente, que permitiam que elétrons e buracos "corressem ao longo do que poderia se assemelhar a uma rodovia norte-sul para uma carga e uma rodovia leste-oeste para a outra", de acordo com o universidade.
Depois dessa descoberta, os pesquisadores vasculharam as pesquisas de outro cientista que haviam encontrado cristais que faziam a mesma coisa.
“Ficamos interessados nisso porque, no início, não sabíamos que poderia existir”, disse Goldberger. “Quando descobrimos que ele poderia existir, estivemos realmente nos empenhando para encontrar esses materiais.”
Agora, eles confirmaram experimentalmente 15 materiais com essas propriedades, entre mais de 110,000 estruturas de cristal catalogadas internacionalmente.
“Alguns foram descobertos, mas nenhum foi explorado para funcionalidade. O que descobrimos é que podemos realmente fazer algo com ele ”, disse o professor de ciência dos materiais de Ohio, Wolfgang Windl. “Tudo o que temos que fazer é colocar os fios em uma extremidade e orientar o cristal de uma determinada maneira e de repente temos um gerador de energia sem partes móveis.”
Ohio State trabalhou com a Universidade de Illinois em Urbana-Champaign.
O trabalho é abordado em 'Dispositivos termoelétricos transversais altamente eficientes com cristais Re4Si7' publicado em Energy & Environmental Science.