أكثر من ثلثي الطاقة التي ننتجها تُفقد على شكل حرارة، ولهذا السبب سيكون من الرائع أن نتمكن من استعادة جزءٍ من هذه الحرارة بتحويلها إلى كهرباء.
تمكن فريقٌ من الباحثين في (جامعة وارويك – University of Warwick) بقيادة الدكتور (أندريه فاسيلينكو – Drs Andrij Vasylenko) من التوصل إلى أفضل تصميمٍ للمواد (الكهروحرارية – Thermoelectric) الأكثر فعالية، باستخدام مواد نانويةٍ أحادية البعد بحجم الذرة وتشكيلها بأرق الأسلاك، ما يبشر بطريقةٍ جديدةٍ لتوليد الطاقة المستدامة.
تحصد المواد الكهروحرارية الحرارة المهدرة وتحولها إلى كهرباء، وهي مرغوبةٌ كمصدرٍ للطاقة المتجددة وصديقةٌ للبيئة.
علق الدكتور أندريه فاسيلينكو: «على نقيض المادة ثلاثية الأبعاد، تقوم الأسلاك النانوية المعزولة بتوصيل أقل كميةٍ من الحرارة وأعلى كميةٍ من الكهرباء في نفس الوقت.
هذه الخصائص الفريدة تعطي كفاءةً غير مسبوقةٍ لتحويل الحرارة إلى كهرباء في مواد أحادية البعد».
درس الباحثون تبلور (تيلوريد القصدير – Tin Telluride) في الأنابيب النانوية الكربونية الضيقة للغاية المستخدمة كقوالب لتشكيل هذه المادة في أصغر أبعاد ممكنة.
في جميع الأبحاث النظرية مجتمعةً لم يتمكن الباحثون من تكوين اعتمادٍ مباشرٍ بين حجم القالب والبنية الناتجة من أسلاك النانو فحسب؛ بل أيضًا من توضيح كيفية استخدام هذه التقنية لتنظيم الكفاءة الكهروحرارية لتيلوريد القصدير المتشكل في أنابيب نانوية بقطر 1-2 ذرة.
المؤلف الأول الدكتور أندريه فاسيلينكو متحمسٌ لما يمكن أن يؤدي إليه هذا البحث بقوله: «هذا يتيح فرصةً لخلق جيلٍ جديدٍ من المولدات الكهروحرارية، وأيضًا لاستكشاف المواد المرشحة البديلة للطاقة الكهروحرارية من بين العناصر الكيميائية الوفيرة وغير السامة».
ومع الطلب المتزايد على كلٍّ من تصغير تصميم، وتحسين كفاءة المواد الكهروحرارية، فإن البنية النانوية تقدم حلولًا مثاليةً لكلا الهدفين.
- ترجمة: سرمد يحيى
- تدقيق: تسنيم المنجّد
- تحرير: ندى ياغي
- المصدر
