Thiếc selenua - vật liệu mới biến nhiệt thải thành năng lượng điện

Một trong những nguyên nhân góp phần vào tình trạng khủng hoảng năng lượng trên thế giới là việc tổn thất năng lượng trong quá trình sản xuất và sử dụng. Tại những nhà máy nhiệt điện đốt bằng than, có đến 2/3 nguồn năng lượng đầu vào bị thất thoát dưới dạng nhiệt thải. Tuy nhiên giờ đây, các nhà khoa khọc tại trường Đại học Northwestern vừa phát hiện ra một loại vật liệu được đánh giá là tốt nhất trên thế giới trong việc biến nhiệt thải thành điện năng hữu ích.

Một nhóm các nhà hóa học vô cơ do nhà hóa học Mercouri G. Kanatzidis đứng đầu đã phát hiện ra rằng hợp chất thiếc selenua ở dạng tinh thể dẫn nhiệt rất kém. Khác với hầu hết những vật liệu nhiệt điện khác, tinh thể thiếc selenua có cấu trúc khá đơn giản, gần giống với hình dạng của một chiếc đàn ác -cóc- đi- ông. Nhờ tính chất đó nó có khả năng cách nhiệt tốt và được coi là vật liệu nhiệt điện tốt nhất hiện nay.

Thiếc selenua là vật liệu tiềm năng trong ngành công nghiệp ô tô giúp hấp thụ nhiệt lượng thoát ra ngoài qua ống xả

Hiệu quả chuyển đổi nhiệt thải trong các thiết bị nhiệt điện được phản ánh bằng hệ số chất lượng gọi là ZT. Thiếc selenua đạt hệ số ZT là 2,6 ở mức nhiệt độ 650°C. Hệ số này đã phá vỡ kỷ lục thế giới ZT 2,2 của một loại vật liệu mà các nhà khoa học đã phát triển trong phòng thí nghiệm 2 năm trước. Tính dẫn nhiệt cực thấp của thiếc selenua đã đẩy hệ số ZT lên mức cao, trong khi vẫn duy trì tính dẫn điện tốt.

Vật liệu này dự đoán sẽ trở thành vật liệu tiềm năng trong ngành công nghiệp ô tô, giúp hấp thụ lượng lớn năng lượng của xăng thoát ra ngoài qua ống xả. Nó cũng sẽ được sử dụng trong những ngành sản xuất công nghiệp lớn như sản xuất thủy tinh, làm gạch, lọc dầu, sản xuất than, khí đốt và trong các nhà máy điện. Các nhà khoa học cũng hi vọng với tính chất vượt trội của mình, thiếc selenua sẽ trở thành loại vật liệu được thương mại hóa và sử dụng rộng rãi.

Hải Yến (Theo sciencedaily.com)