Uusi diodi muuttaa lämpöä sähköksi

Washingtonin yliopiston fyysikon Yi Guin kehittämä uusi laite voisi jonain päivänä muuntaa elektroniikan tuottamaa lämpöä sähköksi.

Kyseessä on monikomponenttinen, monikerroksinen komposiittimateriaali, jota kutsutaan van der Waals Schottky -diodiksi. Se muuntaa lämpöä sähköksi jopa kolme kertaa tehokkaammin kuin pii.

Vaikka on vielä kehitysvaiheessa, uusi diodi voisi lopulta tarjota ylimääräisen tehonlähteen monenlaisille laitteille, joissa on käytettävissä kuumia pintoja.

"Diodin kyky muuntaa lämpö sähköksi on erittäin suuri verrattuna muihin perusmateriaaleihin, joita elektroniikassa käytetään tällä hetkellä", toteaa Yi Gu. "Tulevaisuudessa yksi kerros voitaisiin kiinnittää johonkin kuumaan, kuten tietokoneen prosessoriin ja toinen huoneenlämpöiselle pinnalle. Diodi käyttää sitten niiden välistä lämpötilaerotusta muodostamaan sähkövirtaa, joka voidaan varastoida akkuun ja käyttää tarvittaessa."

Gun kehittämä diodi valmistetaan monikerroksisesta mikroskooppisesta, kiteisestä indium selenidistä (In2Se3). Tutkijat saivat yksinkertaisella lämmitysprosessilla muutettua indium-selenidin kerroksen toimimaan metallina ja toisena kerroksena toimimaan puolijohteena.

Toisin kuin tavanomaisilla vastineillaan, Gun diodilla ei ole tavanomaisia epäpuhtauksia tai vikakohtia rajapinnassa. Metallin ja puolijohdon välinen hyvä liitäntä mahdollistaa sähkön kulkeutumisen monikerroksisen laitteen läpi lähes sadan prosentin tehokkuudella.

Gu ja hänen yhteistyökumppaninsa tutkivat parhaillaan uusia menetelmiä indium-selenidikiteiden tehokkuuden lisäämiseksi. He myös tutkivat tapoja syntetisoida suurempia määriä materiaalia, jotta siitä voidaan kehittää käyttökelpoisia laitteita.

"Vaikka olemme vielä alkuvaiheissa, työmme edustaa suurta harppausta lämpösähkön alalla", Gu sanoi. "Sillä voisi olla tärkeä rooli energiatehokkaan yhteiskunnan toteuttamisessa tulevaisuudessa."