Onderzoekers van de Queen Mary University of London hebben nieuwe thermo-elektrische materialen ontwikkeld, die een goedkope optie zou kunnen bieden voor het omzetten van warmte-energie in elektriciteit.

Materialen bekend als halide perovskieten zijn voorgesteld als betaalbare alternatieven voor bestaande thermo-elektrische materialen, tot nu toe is het onderzoek naar hun geschiktheid voor thermo-elektrische toepassingen echter beperkt gebleven.

In dit onderzoek, gepubliceerd in Natuurcommunicatie , wetenschappers voerden een reeks experimenten uit op dunne films van het halide perovskiet, cesiumtinjodide, om zijn vermogen te testen om elektrische stroom uit warmte te creëren. De onderzoekers ontdekten dat ze de thermo-elektrische eigenschappen van de materialen konden verbeteren door een combinatie van methoden, waarbij gedeeltelijke oxidatie en de introductie van extra elementen in het materiaal betrokken waren.

Dr. Oliver Fenwick, leiden Royal Society University Research Fellow en docent materiaalkunde aan de Queen Mary University of London, zei:"Al vele jaren worden halide-perovskieten gesuggereerd als veelbelovende thermo-elektrische materialen. Maar hoewel simulaties goede thermo-elektrische eigenschappen hebben gesuggereerd, hebben echte experimentele gegevens niet aan deze verwachtingen voldaan.

"In dit onderzoek, we hebben met succes 'doping'-technieken gebruikt, waar we opzettelijk onzuiverheden in het materiaal introduceren, om de thermo-elektrische eigenschappen van cesiumtinjodide aan te passen en te verbeteren, het openen van opties voor het gebruik ervan in thermo-elektrische toepassingen."

Thermo-elektrische materialen gebruiken temperatuurverschillen om elektrische energie op te wekken. Ze zijn voorgesteld als een veelbelovende duurzame benadering van zowel energieproductie als recycling, omdat ze kunnen worden gebruikt om restwarmte om te zetten in bruikbare elektriciteit. Echter, de huidige veelgebruikte thermo-elektrische materialen zijn kostbaar om te produceren en te verwerken, die de acceptatie van deze groenere technologie heeft beperkt.

Dr. Fenwick, zei:"Met het toegenomen wereldwijde bewustzijn van klimaatverandering en het besef dat een aantal duurzame energieoplossingen nodig zullen zijn om aan onze energievraag te voldoen, thermo-elektrische generatoren staan ​​nu centraal in het huidige debat over "groene technologie".

"De thermo-elektrische materialen die we momenteel hebben zijn duur, en sommige bevatten zelfs giftige componenten. Een van de grootste groeigebieden voor thermo-elektrische technologie is voor huishoudelijke, commerciële of draagbare toepassingen, dus er is een behoefte om goedkoper te vinden, niet-giftige materialen die ook goed kunnen werken bij lage temperaturen, om deze toepassingen volledig te realiseren. Ons onderzoek suggereert dat de halide perovskieten, met wat finetuning, vul deze leegte."