Физици от Университета в Клемсън и техни колеги създадоха термоелектрик с необичайни свойства
(снимка: Clemson University College of Science)
Ново термоелектрично вещество има потенциал да промени коренно енергетиката след не много години. Разработката е дело на физици от Университета в Клемсън и техни колеги от Китай и Дания.
Атомната структура на материала – начинът, по който атомите се подреждат в пространството и времето – определя свойствата на материала. Обикновено твърдите вещества са с кристални или аморфни структури. При кристалната решетка атомите са подредени стройно и симетрично, правилно. Аморфните материали имат произволно разпределени атоми, отбелязва GreenTech.bg.
Изследователят от Клемсън Джиан Хе и международният му екип са създали ново хибридно съединение, в което кристалните и аморфните подрешетки се преплитат в уникална кристално-аморфна структура – двойствена структура.
„Нашият материал е с уникална хибридна атомна структура, която е наполовина кристална, наполовина аморфна”, казва Хе, доцент в катедрата по физика и астрономия. „Ако имате уникална или особена атомна структура, бихте очаквали да видите от нея много необичайни свойства – защото свойствата произлизат от структурата”.
Изследователите са създали своя хибриден материал чрез умишлено смесване на елементи от една и съща група от периодичната таблица, но с различни атомни размери. Тук те използваха несъответствията на атомния размер между сяра и телур и между мед и сребро, за да създадат ново съединение (Cu1-xAgx) 2 (Te1-ySy), в което кристалните и аморфните подрешетки се преплитат в уникална, единствена по рода си кристално-аморфна двойственост. Новото съединение е показало отлични термоелектрически характеристики.
Въпреки че това откритие не оказва пряко въздействие върху света сега, в бъдеще то вероятно ще доведе до по-добри термоелектрици. „Новият материал се представя добре, но по-важно от това е как постига това ниво на изпълнение”, казва Клемсън Джиан Хе.
„Традиционно термоелектрическите материали са кристали. Нашият материал не е чист кристал и ние показваме, че можем да постигнем същото ниво на ефективност с материал с нова атомна структура”, пояснява изследователят.
Хе очаква новият материал да започне да носи своите ползи в реалния свят след 10 до 20 години. „Той определено може да прави неща, които сегашните термоелектрически материали не могат, но все още не сега. „Бъдещето на това изследване обаче е светло”.
Заедно с Хе в изследването са участвали учени от Шанхайския университет Джиаотонг, Шанхайския институт по керамика и SUSTech в Китай и Университета в Орхус в Дания.