Forskare vid Aalto University School of Chemical Technology har tillämpat teknik för atomskiktsavsättning (ALD) för syntes av termoelektriska material. Att omvandla avfallsenergi till elektricitet, dessa material är ett lovande sätt att producera energi kostnadseffektivt och utan koldioxidutsläpp i framtiden.
Med hjälp av atomskiktsavsättning, tunna filmer med en tjocklek av cirka 100 nm syntetiserades från zinkoxid, ett välkänt termoelektriskt material. Aluminium eller fosfor tillsattes också till zinkoxidens tunna filmer i låga koncentrationer, vilket förbättrade materialets termoelektriska egenskaper utan att ändra dess kristallstruktur.
Syntesmetoden var väl lämpad för tunnfilmstillväxtprocesser som kräver särskild precision. I framtiden, den kan användas för att tillverka olika nanostrukturer för att förbättra materialets termoelektriska egenskaper ytterligare.
"Samtidig optimering av olika termoelektriska egenskaper, såsom termisk och elektrisk ledningsförmåga och Seebeck-koefficient, är utmanande eftersom en förbättring av en fastighet vanligtvis leder till försämring i en annan. Men nanostrukturer som produceras av atomskiktsdepositionstekniken kommer att hjälpa oss att övervinna detta problem, förklarar Tommi Tynell, en doktorand.
El av spillvärme i hus
Generatorer baserade på termoelektriska fenomen är enkla och pålitliga enheter som även lämpar sig för obekväma utrymmen. Materialen som används i deras moduler gör allt arbete för att omvandla värmeenergi till elektricitet.
I framtiden, de kan användas till exempel i bostadshus där, när den installeras i väggar, de kan omvandla värme till elektricitet. I fordon, termoelektriska generatorer kan bidra till att minska bränsleförbrukningen. Om en generator tillverkad av termoelektriska material installeras nära en människokropp, den omvandlar värmen som genereras av kroppen till energi.
Termoelektriska material har redan använts till exempel för tillverkning av campingkylskåp. Nya material, dock, måste utvecklas eftersom de nuvarande är dyra och något giftiga.
Två forskningsartiklar har nyligen publicerats om ämnet i de vetenskapliga publikationerna Journal of Materials Science och Journal of Vacuum Science and Technology A .
