Hampir dua pertiga dari energi yang digunakan berubah menjadi limbah panas yang terbuang begitu saja. Namun sekarang para ilmuwan Northwestern University telah menemukan cara mengkonversi limbah panas listrik menjadi sesuatu yang berguna. Materi yang luar biasa ini dapat dimanfaatkan dalam perangkat solid-state thermoelectric dalam berbagai industri, dengan penghematan energi yang berpotensi besar.
Sebuah tim interdisiplin yang dipimpin oleh ahli kimia anorganik Mercouri G. Kanatzidis menemukan bentuk kristal dari senyawa kimia timah selenide menghantarkan panas begitu buruk melalui struktur kisi sementara bahan thermoelectric ini dikenal yang paling efisien. Tidak seperti kebanyakan bahan termoelektrik, timah selenide memiliki struktur sederhana seperti dari akordeon yang memberikan sifat kunci yang luar biasa.
Efisiensi konversi limbah panas dalam thermoelectrics tercermin dari sosok yang disebut ZT. Tin selenide memperlihatkan ZT 2,6, dilaporkan sampai saat ini di sekitar 650 derajat Celcius . Konduktivitas termal material yang sangat rendah meningkatkan ZT ke tingkat tinggi ini sementara masih mempertahankan konduktivitas listrik yang baik.
ZT metrik merupakan rasio konduktivitas listrik dan listrik thermoelectric dalam pembilang ( yang harus tinggi ) dan konduktivitas termal dalam penyebut ( yang perlu rendah).
Potensi aplikasi untuk suhu tinggi bahan termoelektrik termasuk industri otomotif (sejumlah besar energi potensial bensin yang keluar dari knalpot kendaraan), industri manufaktur berat (seperti kaca dan pembuatan batu bata, kilang, batu bara dan pembangkit listrik-gas ) dan tempat-tempat di mana mesin pembakaran besar beroperasi secara terus menerus (seperti dalam kapal-kapal besar dan kapal tanker).
“Anda tidak perlu mengubah banyak energi yang terbuang di dunia menjadi energi yang berguna untuk membuat bahan yang sangat menarik. Kami membutuhkan portofolio solusi untuk masalah energi dan bahan termoelektrik ini dapat memainkan peran penting,” kata Vinayak Dravid P. , seorang peneliti senior di tim.
Rincian selenide timah, bahan kristal paling konduktif termal di dunia, diterbitkan 17 April 2014 oleh jurnal Nature.
Penemuan ini terjadi kurang dari dua tahun setelah kelompok riset yang sama memecahkan rekor dunia dengan bahan lain termoelektrik mereka dikembangkan di laboratorium dengan ZT 2,2.
” Ketidakefisienan bahan termoelektrik saat ini telah membatasi penggunaan mereka,” kata Kanatzidis, Profesor Kimia di Northwestern. ” Kami berharap sistem selenide timah diimplementasikan dalam perangkat thermoelectric untuk menjadi lebih efisien daripada sistem lain dalam mengkonversi limbah panas listrik yang berguna . “[]
Sumber: enn.com
