Onderzoekers van onderzoeksinstituut MESA+ van de Universiteit Twente zijn erin geslaagd de efficiëntie van een thermo-elektrisch materiaal aanzienlijk te verbeteren. Door hun unieke kwaliteiten, deze materialen kunnen restwarmte omzetten in elektriciteit. Ze kunnen uiteindelijk worden gebruikt om, bijvoorbeeld, gebruik de warmte die afkomstig is van een fabrieksschoorsteen of uitlaatpijp van een auto goed. Het fundamentele onderzoek, die is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Geavanceerde energiematerialen , laat zien dat de materialen nog veel verbeterd kunnen worden.

Thermo-elektrische materialen, d.w.z. materialen die warmte kunnen omzetten in elektriciteit, bestaan ​​al een tijdje. Omdat ze nog niet voldoende efficiënt zijn, ze worden momenteel vooral gebruikt in gadgets, zoals laarzen die lichaamswarmte gebruiken om een ​​telefoon op te laden. Echter, als warmte efficiënter kan worden omgezet in elektriciteit, dit zou mogelijkheden bieden voor een breed scala aan praktische toepassingen. Denk aan materialen die de warmte van een auto-uitlaat kunnen omzetten in elektriciteit voor een elektromotor, fabrieken die restwarmte omzetten in elektriciteit en pacemakers die worden opgeladen met de lichaamswarmte van hun dragers.

Verdubbeling van de capaciteit

Thermo-elektrische materialen hebben unieke eigenschappen die niet veel voorkomen in natuurlijke materialen. Bijvoorbeeld, hun elektrische geleidbaarheid moet zo hoog mogelijk zijn, terwijl hun thermische geleidbaarheid zo laag mogelijk is. Onderzoekers van onderzoeksinstituut MESA+ van de Universiteit Twente zijn erin geslaagd de efficiëntie van dunne films van het thermo-elektrische materiaal NaXCoO2 sterk te verbeteren. Ze zijn erin geslaagd om de capaciteit van dunne films van het materiaal te verdubbelen door de fabricageomstandigheden aan te passen. Volgens dr. Mark Huijben, een van de betrokken onderzoekers, het onderzoek laat zien dat er nog verbeteringen mogelijk zijn. “Hoewel het fundamenteel onderzoek betreft, het laat zien dat het mogelijk is om de efficiëntie van de materialen sterk te verbeteren door meer controle uit te oefenen over het fabricageproces. Door de juiste ondergrond en fabricagecondities te kiezen, we zijn in staat om het materiaal in hoge mate te finetunen."

De onderzoekers werkten met dunne films van het materiaal van nog geen honderd nanometer dik. Huijben:"De volgende stap is om dunne laagjes van verschillende materialen op elkaar te leggen om zo nieuwe en betere kwaliteiten te creëren."