Duży wzrost wydajności dzięki bardzo małym funkcjom
Generatory termoelektryczne wykorzystują różnicę temperatur do wytwarzania energii elektrycznej. Ogrzanie jednego końca materiału termoelektrycznego powoduje, że elektrony oddalają się od gorącego końca w kierunku zimnego końca. Elektrony płynące z gorącego do zimnego końca wytwarzają prąd elektryczny. Takie urządzenia wykonane z różnych materiałów są już wykorzystywane do różnych zastosowań, np. w przenośnych chłodziarkach lub w układach chłodzenia siedzeń w samochodzie. Naukowcy pracujący w ramach projektu INNOVTEG(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (An innovative very low-cost thermo-electric technology for large-scale renewable solar energy applications) poszukiwali rozwiązania umożliwiającego zwiększenie liczby zastosowań dla materiałów termoelektrycznych. Dzięki wsparciu UE naukowcy poczynili postępy w zakresie wydajności nanostrukturalnych materiałów termoelektrycznych. Materiały termoelektryczne umożliwiają przekształcanie różnicy temperatur w energię elektryczną, ale wydajny materiał termoelektryczny powinien generować energię elektryczną bez przewodzenia ciepła. Większość przewodników elektrycznych to również dobre przewodniki ciepła. Rozwiązanie opracowane w ramach projektu INNOVTEG opiera się na tanich i powszechnie dostępnych siarczkach metali przejściowych. Oceniono i poddano przeglądowi termoelektryczną wydajność dziesiątek różnych materiałów — włącznie z NiCr2S4 — i określono materiały najlepiej nadające się do dalszych prac. Wydajność wybranych materiałów została udoskonalona w drodze nowoczesnych technik syntezy, włącznie z tworzeniem nanostruktur. Scharakteryzowano najpierw nanoproszki syntetyzowane z różnych siarczków, a następnie połączono je w gęste krążki materiałów termoelektrycznych. Modelowanie przeprowadzone przez zespół projektu INNOVTEG wykazało, że opracowane materiały mogą umożliwić im opracowanie systemu termoelektrycznego nadającego się do instalacji w budynkach. Prototyp generatora termoelektrycznego zintegrowano z panelem testowym i przetestowano pod względem bezpieczeństwa i wydajności. Oczekuje się, że generator termoelektryczny opracowany w ramach projektu INNOVTEG będzie osiągał moc około 30 W na metr kwadratowy w różnych warunkach klimatycznych w Europie. W ten sposób nowa technologia będzie mogła zostać wprowadzona na rynek równolegle do istniejącego przemysłu fotowoltaicznego.
Słowa kluczowe
Generator termoelektryczny, energia elektryczna, energia słoneczna, metal przejściowy, nanoproszki
