Daha Ucuz Yenilenebilir Enerji için Hassas Ayarlı Termoelektrik Malzemeler
Queen Mary Üniversitesi’nden araştırmacılar, ısı enerjisini elektriğe dönüştürmek için düşük maliyetli bir seçenek sunabilecek yeni termoelektrik malzemeler geliştirdiler.
Halide perovskitler olarak bilinen malzemeler, mevcut termoelektrik malzemelere uygun fiyatlı alternatifler olarak önerilmiştir. Ancak şimdiye kadar termoelektrik uygulamalara uygunluğuna yönelik araştırmalar sınırlıdır.
Nature Communications’da yayınlanan bu çalışmada, bilim insanları ısıdan elektrik akımı yaratma yeteneğini test etmek için halide perovskit, sezyum kalay iyodürün ince filmleri üzerinde, bir dizi deney gerçekleştirdiler. Araştırmacılar kısmi oksidasyon ve malzemeye ek elementlerin dahil edilmesini içeren yöntemlerin bir kombinasyonu yoluyla malzemelerin termoelektrik özelliklerini geliştirebildiklerini buldular.
Kraliyet Cemiyeti üyesi ve Londra Queen Mary Üniversitesi malzeme bilimi eğitim görevlisi Dr. Oliver Fenwick şunları söyledi: “Uzun yıllar boyunca halide perovskitler umut verici termoelektrik malzemeler olarak önerilmiştir. Fakat simülasyonlar iyi termoelektrik özellikler önerirken, gerçek deneysel veriler bu beklentileri karşılamamıştır.”
“Bu çalışmada, sezyum kalay iyodürün termoelektrik özelliklerini düzeltmek ve geliştirmek ve termoelektrik uygulamalarda kullanmak için kasıtlı olarak malzemeye safsızlıklar kattığımız ‘doping’ tekniklerini başarıyla kullandık.”
Termoelektrik malzemeler, elektrik enerjisi üretmek için sıcaklık farklarını kullanır. Atık ısıyı yararlı elektriğe dönüştürmek için kullanılabildiklerinden hem enerji üretimi hem de geri dönüşüm için umut verici bir sürdürülebilir yaklaşım olarak önerilmiştir. Bununla birlikte, günümüzde yaygın olarak kullanılan termoelektrik malzemelerin üretimi ve işlenmesi maliyetlidir.
Dr. Fenwick, “İklim değişikliği ve enerji taleplerimizi karşılamak için bir dizi yenilenebilir enerji çözümüne ihtiyaç duyulacağının farkındalığının artmasıyla, termoelektrik jeneratörleri günümüzün ‘yeşil teknoloji’ tartışmasında merkez aşamasındadır.”
“Şu anda sahip olduğumuz termoelektrik malzemeler pahalı ve hatta bazıları toksik bileşenler içermekte. Termoelektrik teknoloji için en büyük büyüme alanları, yerli ve ticari uygulamalardır. Bu nedenle bu uygulamaların tam olarak gerçekleşmesi için düşük sıcaklıklarda da iyi çalışabilen daha ucuz ve toksik olmayan malzemeler bulmaya ihtiyaç vardır. Araştırmalarımız, halide perovskitlerin bazı ince ayarlarla bu boşluğu doldurabileceğini gösteriyor.” Dedi.
Kaynak: phys.org
