Это не первый случай демонстрации «поперечного термоэлектричества», но, по словам исследователей, впервые он продемонстрировал заметную эффективность.
Он работает, когда внутренняя структура Re4Si7 Кристалл находится под определенным углом к тепловому потоку, в результате чего электроны и дырки разделяются и движутся в противоположных направлениях под прямым углом к теплу, в то время как в обычных термоэлектрических генераторах носители движутся вдоль оси теплового потока.
«Это первый раз, когда было показано, что такое устройство возможно», — сказал профессор химии Джошуа Голдбергер. «Мы показали, что эти материалы столь же эффективны, как и обычный термоэлектрический генератор. technology, с эффективностью, которая на несколько порядков выше, чем у любого предыдущего поперечного устройства. Это соединение так же хорошо, как и то, что вы можете купить в продаже».
Два года назад та же команда обнаружила неожиданные свойства в другом соединении, которые позволяли электронам и дырам «бегать по тому, что могло бы напоминать шоссе с севера на юг для одного заряда и шоссе с востока на запад для другого». Университет.
После этого открытия исследователи прочесали исследования других ученых, которые обнаружили кристаллы, которые делали то же самое.
«Мы заинтересовались этим, потому что сначала не осознавали, что это может существовать», - сказал Голдбергер. «Когда мы поняли, что он может существовать, мы очень старались найти эти материалы».
Теперь они экспериментально подтвердили 15 материалов с этими свойствами из более чем 110,000 XNUMX международно каталогизированных кристаллических структур.
«Некоторые из них были обнаружены, но ни одна из них не использовалась для повышения функциональности. Мы обнаружили, что мы действительно можем что-то с этим сделать », - сказал профессор материаловедения из Огайо Вольфганг Виндл. «Все, что нам нужно сделать, это подвести провода к одному концу и сориентировать кристалл определенным образом, и внезапно у нас есть генератор энергии без движущихся частей».
Штат Огайо работал с Университетом Иллинойса в Урбана-Шампейн.
Работа представлена в книге «Высокоэффективные поперечные термоэлектрические устройства с кристаллами Re4Si7», опубликованной в журнале Energy & Environmental Science.