Jian es profesor asociado en el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Clemson. Fuente: Facultad de Ciencias de la Universidad de Clemson
Los termoeléctricos convierten directamente el calor en electricidad y alimentan una amplia gama de artículos, desde el rover Perseverance de la NASA, que actualmente está explorando Marte, hasta las neveras portátiles que enfrían bebidas.
Un físico de la Universidad de Clemson se asoció con colegas en China y Dinamarca para crear un nuevo compuesto termoeléctrico de alto rendimiento que podría cambiar el paradigma.
La estructura atómica de un material, es decir, la forma en que los átomos se alinean en el tiempo y el espacio, determina sus propiedades. Normalmente, los sólidos son cristalinos o amorfos. En los cristales, los átomos están ordenados y son simétricos. Los materiales amorfos tienen átomos distribuidos aleatoriamente.
El investigador de Clemson, Jian He, y un equipo internacional han creado un nuevo compuesto híbrido en el que las subredes cristalinas y amorfas se entrelazan en un dualismo cristalino-amorfo único.
“Nuestro material es una estructura atómica híbrida única que es mitad cristalina y mitad amorfa”, dijo He, profesor asociado en el Departamento de Física y Astronomía de la Facultad de Ciencias. “Si tiene una estructura atómica única o peculiar, puede esperar propiedades muy inusuales ya que las propiedades las siguen Estructura“.
Revista de prestigio dedicada a la investigación energética Joule publicaron sus hallazgos en un artículo titulado “Materiales termoeléctricos con amorfismo cristalino de dualidad debido al desajuste de átomos grandes”, que apareció en línea el 16 de abril, antes del lanzamiento del 19 de mayo.
Los científicos crearon su material híbrido mezclando deliberadamente elementos del mismo grupo en periódico pero con diferentes tamaños de átomos. Aquí, utilizaron el desajuste de tamaño atómico entre el azufre y el telurio y entre el cobre y la plata para crear un nuevo compuesto (Cu1-xAgx) 2 (Te1-ySy) en el que sub-redes cristalinas y amorfas se entrelazan en una especie única. dualidad cristalina-amorfa. La nueva mezcla mostró excelentes parámetros termoeléctricos.
Si bien este descubrimiento no tiene un impacto directo en las aplicaciones actuales, es probable que conduzca a mejores termoeléctricas en el futuro.
“El nuevo material funciona bien, pero lo más importante es cómo logra ese nivel de rendimiento”, dijo. “Tradicionalmente, materiales termoeléctricos son cristales. Nuestro material no es cristal puro y demostramos que podemos lograr el mismo nivel de rendimiento con el nuevo material. estructura atomica“.
Dijo que esperaba que el nuevo material comenzara a influir en las aplicaciones en 10 a 20 años.
“Definitivamente pueden hacer algo que los materiales termoeléctricos actuales no pueden, pero no ahora”, dijo. “Pero el futuro de esta investigación parece brillante”.
Además de He, también participaron en el estudio investigadores de la Universidad de Jiaotong en Shanghai, el Instituto de Cerámica y SUSTech en Shanghai, China, y la Universidad de Aarhus en Dinamarca.
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