تبدیل گرمای تلف شده به انرژی پاک

به گزارش راه ساری، تهران- خبرنگاران- محققان دانشگاهی کوشش می نمایند با استفاده از سوپرکامپیوترها مواد جدیدی را به منظور فراوری انرژی ترموالکتریک توسعه دهند.

به گزارش روز پنجشنبه گروه اخبار علمی خبرنگاران از پایگاه خبری ساینس دیلی، در حال حاضر ژنراتورهای ترموالکتریکی بسیار کمیاب هستند و برای اهداف خاصی مانند ماموریت های فضایی کاربرد دارند. تاکنون تبدیل گرما به توان الکتریکی گران تر از فراوری الکتریسیته با استفاده از روش های متداول بوده است.

اکنون محققان دانشگاه تگزاس در حال توسعه یک راه حل جدید به منظور جذب گرمای تلف شده با استفاده از حرکات مکانیک کوانتومی الکترون ها در مواد دارای قطبش اسپینی هستند.

به اعتقاد محققان اکسیدهای کبالت که در صنایع سرامیک و تصفیه آب کاربرد دارند، گزینه مناسبی برای جذب موثر گرمای تلف شده و تبدیل آن به الکتریسیته هستند، زیرا قابلیت منحصربه فردی در پذیرش کاتیون های فلزی دارند. این قابلیت امکان اکسید شدن آن ها را در ترکیب با نیکل، مس، منگنز یا روی فراهم می نماید. این فلزات دارای خواص مغناطیسی هستند که تفکیک الکترون های دارای اسپین بالا و پایین را تسهیل نموده و فرآیند تبدیل گرما به الکتریسیته را بهبود می بخشند.

در این تحقیقات سلول های واحد 56 اتمی با سه ساختار متفاوت از اکسید کبالت با جایگزینی کاتیون های نیکل و روی بهینه سازی شدند تا بالاترین کارآیی ترموالکتریکی را به دست آورند. برای این منظور محققان از یک بسته نرم افزاری موسوم به Quantum ESPRESSO بهره گرفتند تا بتوانند خصوصیات فیزیکی هریک از ساختارها را محاسبه نمایند.

سپس این خصوصیات برای محاسبه فرآیند انتقال بار الکتریکی و اسپین مورد استفاده قرا می گیرند تا معین گردد هریک از ساختارهای مورد آنالیز اکسید کبالت تا چه میزان قادر است گرما را به الکتریسیته تبدیل کند.

علمی**9259**2022