Atomisk tynde nanotråde omdanner varme til elektricitet mere effektivt

Spildvarme kan omdannes til elektricitet mere effektivt ved at bruge endimensionelle nanoskalamaterialer så tynde som et atom - hvilket indvarsler en ny måde at generere bæredygtig energi på - takket være ny forskning fra University of Warwick.

Ledet af Drs Andrij Vasylenko, Samuel Marks, Jeremy Sloan og David Quigley fra Warwicks Institut for Fysik, i samarbejde med universiteterne i Cambridge og Birmingham, forskerne har fundet ud af, at de mest effektive termoelektriske materialer kan realiseres ved at forme dem til de tyndest mulige nanotråde.

Termoelektriske materialer høster spildvarme og omdanner den til elektricitet - og er meget eftertragtede som en vedvarende og miljøvenlig energikilde.

Dr. Andrij Vasylenko, fra University of Warwick's Department of Physics og avisens første forfatter, kommenterede:

"I modsætning til 3-dimensionelt materiale, isolerede nanotråde leder mindre varme og mere elektricitet på samme tid. Disse unikke egenskaber giver en hidtil uset effektivitet af varme-til-elektricitet konvertering i endimensionelle materialer."

Forskerne - som omfattede gruppen af ​​Dr. Andrew J. Morris fra University of Birmingham - undersøgte krystallisationen af ​​tintellurid i ekstremt smalle kulstofnanorør, der blev brugt som skabeloner til dannelsen af ​​disse materialer i deres laveste dimensionelle form.

I en kombineret teoretisk-eksperimentel forskning, de var ikke kun i stand til at etablere en direkte afhængighed mellem størrelsen af ​​en skabelon og en resulterende struktur af en nanotråd, men også for at demonstrere, hvordan denne teknik kan bruges til regulering af den termoelektriske effektivitet af tintellurid dannet til nanotråde på 1-2 atomer i diameter.

Første forfatter Dr. Vasylenko er spændt på, hvad denne forskning kan føre til:

"Dette åbner en mulighed for at skabe en ny generation af termoelektriske generatorer, men også til udforskning af alternative kandidatmaterialer til termoelektrik blandt rigelige og ikke-giftige kemiske elementer."

Med en voksende efterspørgsel efter både miniatuarisering og øget effektivitet af termoelektrik, nanostrukturering tilbyder en farbar vej til at målrette begge mål.

Deres resultater er rapporteret i tidsskriftet ACS Nano .