Chaque fois que nous convertissons l'énergie d'une forme à une autre, une partie de cette énergie est perdue sous forme de chaleur. Essayer de récupérer efficacement cette énergie est très difficile une fois qu'elle est perdue dans l'environnement. Les appareils thermoélectriques peuvent transformer l'énergie thermique en électricité, et vice versa. Mais pour capter efficacement l'énergie de la chaleur, ces appareils doivent généralement fonctionner à des températures élevées avec une grande différence de température.

Aujourd'hui, des chercheurs de l'Université japonaise de Tsukuba ont développé un nouveau type de système thermoélectrique capable d'exploiter de petites différences d'énergie à basse température. Ils ont récemment rendu compte de leurs résultats dans Physique Appliquée Express .

"Des batteries thermoélectriques comme la nôtre ont déjà été proposées, mais ceux-ci ont été basés sur des cellules à base de liquide, qui ne sont pas pratiques pour les applications du monde réel. Nous avons créé un dispositif à couche mince qui fonctionne sur le même principe mais avec deux types de matériau redox solide qui produisent un changement de la différence de potentiel dans la cellule au cours d'un cycle de chauffage et de refroidissement, " dit le premier auteur Takayuki Shibata.

La modification de la température modifie la capacité des différentes couches de l'appareil à retenir les électrons. Si une couche a une plus grande affinité pour les électrons qu'une autre, cela crée une différence potentielle. Le flux d'électrons d'une couche à l'autre peut alors être exploité pour effectuer un travail lorsque la cellule est déchargée, de la même manière qu'une batterie normale fonctionne.

Les chercheurs ont testé leurs appareils pour récupérer l'énergie thermique résiduelle près de la température ambiante. Leur appareil produisait une énergie électrique de 2,3 meV par cycle thermique entre environ 25 et 50 degrés Celsius. Ce résultat reflète une efficacité d'environ 1,0 pour cent, bien que le maximum théorique pour cet appareil devrait être d'environ 8,7 pour cent.

L'auteur correspondant Yutaka Moritomo dit, "Nous avons encore du travail à faire pour améliorer l'efficacité, mais nous nous attendons à ce que ces problèmes soient résolus en optimisant les matériaux de l'anode et de la cathode. Surtout, nous avons montré que les batteries thermoélectriques à semi-conducteurs sont viables et notre méthode de dépôt de film pourrait être étendue à de grandes surfaces. Cette technologie offre des perspectives réalistes de récupération d'énergie thermique à grande échelle, ce qui pourrait aider un éventail d'industries à devenir plus efficaces."