Alle iLive-inhoud wordt medisch beoordeeld of gecontroleerd op feiten om zo veel mogelijk feitelijke nauwkeurigheid te waarborgen.
We hebben strikte richtlijnen voor sourcing en koppelen alleen aan gerenommeerde mediasites, academische onderzoeksinstellingen en, waar mogelijk, medisch getoetste onderzoeken. Merk op dat de nummers tussen haakjes ([1], [2], etc.) klikbare links naar deze studies zijn.
Als u van mening bent dat onze inhoud onjuist, verouderd of anderszins twijfelachtig is, selecteert u deze en drukt u op Ctrl + Enter.
De meest efficiënte thermo-elektrische machine is gemaakt
Laatst beoordeeld: 01.07.2025
Scheikundigen van de Northwestern University hebben een uniek thermo-elektrisch materiaal ontwikkeld dat warmte omzet in elektriciteit.
Het is het beste materiaal in zijn soort – de efficiëntie is twee keer zo hoog als die van alle eerder bekende vergelijkbare materialen. Deze ontdekking kan van groot belang zijn voor de ontwikkeling van de wereldindustrie, aangezien twee derde van de energie die voor menselijke behoeften wordt geproduceerd, verloren gaat als warmte. De resultaten van het werk van de onderzoekers zijn gepubliceerd in het tijdschrift "Nature".
Volgens het artikel bestaat het nieuwe materiaal uit korrels loodtelluride en strontiumtelluride, evenals een kleine hoeveelheid natrium. Dit milieuvriendelijke materiaal kan 15 tot 20 procent van de warmte die tijdens de energieproductie wordt gegenereerd, omzetten in bruikbare elektriciteit.
Het nieuwe materiaal kan worden gebruikt in de auto-industrie en de zware industrie (bijvoorbeeld bij de productie van glas, bakstenen, olieraffinaderijen en kolen- en gascentrales). Daarnaast kan de efficiënte thermo-elektrische energie worden toegepast op grote schepen en tankers, waar constant grote verbrandingsmotoren draaien.
"Ons thermo-elektrische systeem is het meest efficiënte ter wereld, ongeacht de temperatuur", zegt Mercury Kanatzidis, projectleider en hoofdauteur van het artikel in Nature. "Dit materiaal kan warmte efficiënter omzetten in elektriciteit dan welk ander materiaal dan ook." "We krijgen vaak de vraag hoe we het probleem van energiebesparing kunnen oplossen", voegt Kanatzidis' collega Vinayak Dravid eraan toe. "Maar er is geen universele oplossing; de oplossing moet alomvattend zijn. Thermo-elektrische systemen kunnen niet alle energieproblemen oplossen, maar ze vormen een belangrijk onderdeel van een alomvattende aanpak."
Thermo-elektrische stoffen zijn stoffen die in staat zijn om elektriciteit op te wekken bij verschillende temperaturen in verschillende zones van het materiaal. De efficiëntie van een dergelijke omzetting wordt bepaald door twee eisen die grotendeels met elkaar in tegenspraak zijn. Een efficiënte thermo-elektrische stof moet elektriciteit zo goed mogelijk geleiden en warmte zo slecht mogelijk.
Een stof met een zeer lage weerstand zal geen effectieve thermo-elektrische stof zijn als deze warmte goed geleidt. Om een lage thermische geleidbaarheid met een hoge elektrische geleidbaarheid te bereiken, hebben wetenschappers de structuur van het materiaal aangepast.
De specialisten namen het klassieke thermo-elektrische materiaal loodtelluride (PbTe) als basis en voegden er insluitsels van strontiumtelluride nanokristallen aan toe. Deze verstoorden de geordende structuur van het materiaal, maar hadden geen invloed op de elektrische geleidbaarheid en daarmee ook niet op de thermische geleidbaarheid.
Wetenschappers waren blij met de uitkomst, en binnenkort kunnen autofabrikanten, olieraffinaderijen en andere industriële bedrijven hier ook van profiteren. Het nieuwe materiaal kan namelijk helpen de energiekosten te verlagen.