Nguyên liệu mới tăng hiệu suất chuyển đổi nhiệt điện 25%

Ô tô, xe quân sự, thậm chí các thiết bị tiêu hao nhiên liệu lớn trong tương lai sẽ hoạt động hiệu quả hơn nhờ ứng dụng một loại hợp kim được phát triển tại phòng thí nghiệm Ames thuộc viện năng lượng Hoa Kỳ. Một nhóm nghiên cứu của viện này mới đây đã thành công trong việc cải tiến một chất liệu điện nhiệt giúp tăng thêm 25% hiệu suất biến đổi nhiệt năng thành điện năng.

Ông Evgenii Levin, đồng trưởng nhóm nghiên cứu phát biểu về hiệu quả dự án: “Những gì chúng tôi đã chứng kiến ở đây là chưa từng xảy ra”.  Quá trình chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng với ứng dụng chất liệu điện nhiệt được phát hiện từ đầu thế kỳ XIX bởi hai nhà vật lý học Thomas Johann Seebeck và Jean-Charles Peltier. Tuy nhiên, sau gần 2 thế kỷ, ứng dụng thực tiễn của hiện tượng biến đổi điện nhiệt vẫn còn hạn chế do hiệu quả chuyển đổi nhiệt năng thấp.

Một cải tiến quan trọng giúp tăng hiệu suất chuyển đổi nhiệt điện diễn ra vào thập kỷ 50 thế kỷ XX  khi vật liệu điện nhiệt được xem như một nguồn năng lượng lý tưởng cung cấp cho các tàu thăm dò vũ trụ. Tuy nhiên, mặc dù được NASA ứng dụng, hiệu suất chuyển đổi thấp vẫn khiến chất liệu này không được sử dụng phổ biến.

Mọi thứ thay đổi vào năm 2010 khi các nhà nghiên cứu thuộc phòng thí nghiệm Ames phát hiện ra rằng chỉ cần thêm 1% đất hiếm vào hợp chất là đủ để làm gia tăng hiệu suất chuyển đổi. Nhóm nghiên cứu hiện vẫn chưa giải thích được chính xác tại sao chỉ một thay đổi nhỏ trong thành phần của chất liệu có thể tạo nên biến chuyển sâu sắc như vậy. Tuy nhiên, họ giả thiết rằng nguyên tố đất hiếm được thêm vào có thể ảnh hưởng tới một số cơ chế hoạt động của các chất thành phần.

Nhóm nghiên cứu đang có kế hoạch nghiên cứu hợp chất để tìm hiểu nguyên nhân của sự thay đổi với hi vọng rằng có thể giúp tăng hiệu suất chuyển đổi cao hơn nữa

Hoàng Lan (theo sciencedaily.com)