Den termoelektriska processen är den direkta omvandlingen av värme till elektricitet och tillbaka igen vid uppvärmning eller kylning av ett föremål. Termoelektriska material kan användas för att mäta temperaturförändringar, ändra den faktiska temperaturen på ett objekt och generera en elektrisk laddning, som kan användas för att generera energi. 2011 var termoelektriska material för ineffektiva för att vara användbara, men bilingenjörer försöker använda dem för att hämta bortkastad värmeenergi från ett fordon och förvandla det till användbar el. Forskare försöker öka effektiviteten hos termoelektriska material för att göra dem mer ekonomiska så att de kan användas för att skapa billiga och effektivare kylskåp, luftkonditioneringsapparater och andra enheter som kräver kylning.
Termoelektriska processer uppstår på grund av Peltier-effekten, som är kylning och uppvärmning av motsatta kopplingar i elektriska kretsar som innehåller olika halvledare. Termoelektriska material kan användas för att skapa kylanordningar eller för att tillhandahålla kylning. Ett av de vanliga termoelektriska materialen som används idag är vismuttellurid, en dyr förening som kan kosta så mycket som $1,000 2,000 US-dollar (USD)/lb ($14 266 USD/kg). När det är korrekt förberett producerar detta termoelektriska material tillförlitliga temperaturförändringar var som helst mellan 10 till 130 grader F (-XNUMX till XNUMX grader C). Termoelektriska system fungerar tillförlitligt och exakt utan buller från konventionella värme-, kyl- och kylsystem och utan miljöskadliga klorfluorkolväten (CFC).
I flera år har National Aeronautics and Space Administration (NASA) utnyttjat kraften hos termoelektriska material för att driva rymdsonder i rymdens djupaste delar, så långt från solen att solpaneler är värdelösa. Processen går ut på att bädda in kärnmaterial i en termisk generator för radioisotop, där det radiologiska sönderfallet producerar värmeenergi som sedan omvandlas till elektricitet för att driva sonden. Detta är samma process som bilingenjörer försöker utnyttja från avgasvärmen från bilmotorer – värme som kan omvandlas till elektricitet för att driva bilen.
Forskning och utveckling inom termoelektriska material bedrivs av Energy Frontier Research Center vid Massachusetts Institute of Technology (MIT). Där har forskare och forskare gjort några ganska betydande upptäckter, som kopplingen av termisk störning och elektroniska strukturer vid en ändlig temperatur. De nuvarande utmaningarna inom detta område är att identifiera eller syntetisera nya, ännu oupptäckta, material med effektivare termoelektriska möjligheter. Framsteg på detta område kan möjliggöra utvecklingen av material som genererar el från spillvärme, vilket ger en hållbar global energilösning.