Üniversite, NRU MIET’ten bilim adamları tarafından elde edilen yeni yüksek mukavemetli temasların yardımıyla, uzay bilimleri, tıp ve bilimsel araştırma ihtiyaçları için termoelektrik cihazların çalışma kalitesini iyileştirmenin mümkün olacağından emin. Çalışmanın sonuçları Journal of Electronic Materials’da yayınlandı.
Ulusal Araştırma Üniversitesi “MIET” (NIU MIET) tarafından yapılan açıklamada, termoelektrik enerji dönüşümünün özü, elektrikten pozitif ve negatif sıcaklıklar elde etmek ve sıcaklık farkından elektrik üretmektir.
Termoelektriklerin çalışması iki bilimsel ilkeye dayanmaktadır – Peltier ve Seebeck etkileri. Birincisi, birbirine benzemeyen iki iletkenin temas noktalarında, akımın yönüne bağlı olarak bir elektrik akımı geçtiğinde, ya ısı ya da soğuk açığa çıkacaktır.
İkinci etkinin formülasyonuna göre, böyle bir iletkenin teması ısıtılırsa ve diğeri soğutulursa, Ulusal Elektronik Teknolojisi Araştırma Üniversitesi’nde açıklanan aralarında bir elektromotor kuvveti ortaya çıkacaktır.
Termoelektrik prensiplere dayalı ekipman, bir dizi temel endüstride talep görmektedir. Örneğin, tıpta ve bilimde düşük sıcaklıkları korumak, uzay aracının yerleşik sistemlerine güç sağlamak ve modern radyolara güç sağlamak için kullanılır.
Üniversite bilim adamları, bu ve diğer alanlarda, termoelektrik dönüştürücünün çalışmasının kararlılığı ve mekanik gücü bunlara bağlı olduğundan, kontakların rolü kilit rollerden biridir.
“Malzeme üzerindeki temasın gücü, cihazların mekanik stabilitesini büyük ölçüde etkiler, kontaklar omik, bariyer ve anahtarlama katmanları olarak kullanılır. Sorun, yüksek kaliteli termoelektrik jeneratörler için yeterli kalınlıkta ve düşük dirençli bağlantıların olmamasıydı.”, – MIET Ulusal Araştırma Üniversitesi İleri Malzemeler ve Teknolojiler Enstitüsü’nden Doçent Maxim Stern dedi.
Ona göre, elektrokimyasal biriktirme yöntemi kullanılarak gerekli güçteki kontaklar elde edildi.
Çoğu temas katmanı yaklaşık 300 nanometre kalınlığındadır. Aynı zamanda kullanım sırasında temas malzemesinin tahribatını önlemek için kalınlığı 5 mikrometreden fazla olmalıdır. Elde edilen numuneler 12 mikrometreye kadar kalınlığa sahiptir, düşük dirençlidir ve 600 Kelvin’e (K) kadar olan sıcaklıklarda termoelektrik cihazları çalıştırabilir.
“Sonuçlarımız, önceden biçilmiş refrakter metal katmanları ile daha yüksek sıcaklık temasları elde etmenin yolunu açmıştır. Ayrıca, termoelektrik sistemlerin önemli bağlantılarından birinin yüksek kaliteli numunelerini aldıktan sonra, bir bütün olarak özelliklerinin daha da iyileştirilmesi üzerinde çalışmak mümkündür.“, – uzmanı ekledi.
Yüksek mukavemetli kontakların yaratılmasının, çok bölümlü bir termoelektrik elemanın geliştirilmesindeki önemli adımlardan biri olduğuna dikkat çekti. Araştırmacıların planlarına göre, 300 ila 1200 K sıcaklık aralığında çalışabilecek. Böyle bir cihaz, Uzak Kuzey de dahil olmak üzere termoelektriklerin tüm uygulama alanlarında talep edilebilir.