Завдяки швидкій індустріалізації, світ побачив розвиток цілого ряду технологій, які генерують дармове тепло. До сих пір це тепло часто розглядається як відходи, що змушує людей задуматися про те, яким же чином це величезна кількість непридатного тепла може бути перетворено в джерело електроенергії. Тепер, коли фізики в Університеті штату Арізона знаходять нові способи генерації енергії за рахунок тепла, ця мрія насправді стає реальністю.
Дослідницька група університету штату Арізони:
Вчений і здобувач ступеня доктора наук в Коледжі Оптичних Наук Арізони Джастін Бергфільд поділяє думку, що "Термоелектрика може перетворити тепло безпосередньо в електричну енергію пристроєм без рухомих частин. Наші колеги в цій області говорять, що вони впевнені в тому, що пристрій, комп'ютерну модель якого ми розробили, може бути побудовано з характеристиками, які ми бачимо в нашому моделюванні ".
Ліквідація озоноруйнуючих матеріалів: Використання скидного тепла як форма електроенергії має кілька переваг. Потрібно взяти до уваги, що з одного боку теоретична модель молекулярного термоелектричного пристрою допоможе в підвищенні ефективності автомобілів, електростанцій, заводів і панелей сонячних батарей, а з іншого, що термоелектричні матеріали, такі як хлорфторвуглеці (CFC), які руйнують озоновий шар, застаріли.
Більш ефективна конструкція:
Керівник дослідницької групи Чарльз Стеффорд сподівається на позитивний результат. Він очікує, що розроблений ними проект термоелектричного пристрою буде краще в 100 разів попередніх досягнень. Якщо конструкція, яку вони з командою зробили, дійсно запрацює, то збудеться мрія всіх тих інженерів, які хотіли генерувати енергію з відходів, але не мали необхідного ефективного та економічного устрою для цього.
Немає необхідності в механізмах:
Винайдене Бергфільдом і Стеффорд пристрій теплового перетворення не потребують будь-яких машин або озоноруйнуючих хімічних речовин, як це було у випадку з холодильниками і паровими турбінами, які раніше були використані для перетворення відходів в електричну енергію. Тепер же ця робота виконується прошарком резіноподобного полімеру, що затиснутий між двома металами і діє як електрод. Термоелектричні пристрої є автономними, не потребують рухових процесах, прості у виготовленні і обслуговуванні.
Утилізація відходів енергії:
В основному енергію виробляють автомобілі і промисловість. Автомобільні та промислові відходи можуть бути використані для вироблення електроенергії шляхом покриття вихлопних труб тонким шаром розробленого матеріалу. Також фізики вирішили скористатися законом квантової фізики, який, втім, не дуже часто використовується, але дає відмінні результати, коли мова йде про генерацію енергії з відходів.
Переваги в порівнянні з сонячною енергією:
Молекулярні термоелектричні пристрої можуть допомогти в генерації енергії сонця і зменшити залежність від фотоелементів снизку ККД
Працюючи з молекулами і розмірковуючи як їх використовувати для термоелектричного пристрою Бергфільд і Стеффорд не знайшли нічого особливого, поки один студент не виявив, що ці молекули мають свою спеціальну функцію. Велика кількість молекул було затиснуте між електродами і піддавалися впливу стимулюючого джерела тепла. Потік електронів уздовж молекул був розділений на дві частини: перша частина потоку стикалася з бензольні кільцем, а друга з потоком електронів уздовж кожної наступної гілки кільця.
Схема бензольного кільця була розроблена таким чином, що електрон переміщується на більшу відстань по колу, що є причиною випадання з кільця двох електронів, що досягають один одного в фазі на іншій стороні бензольного кільця. Хвилі гасять один-одного на стику, а розрив в потоці електричного заряду викликаних різницею температур створює напругу між електродами.