Les chercheurs ont plus que doublé la capacité d'un matériau à convertir la chaleur en électricité, ce qui pourrait aider à réduire la quantité de chaleur gaspillée, et donc gaspillé de combustible fossile, dans les activités quotidiennes et les industries.

Des chercheurs de l'Université d'Hokkaido et leurs collègues du Japon et de Taïwan ont amélioré la capacité de transformer la chaleur perdue en électricité utilisable en réduisant considérablement l'espace dans lequel se déplacent les électrons dispersés. selon une nouvelle étude publiée dans la revue Communication Nature .

Plus de 60 % de l'énergie produite par les combustibles fossiles est perdue sous forme de chaleur résiduelle. Une façon de résoudre ce problème est de convertir la chaleur perdue en électricité, connue sous le nom de conversion d'énergie thermoélectrique. Cependant, l'amélioration du taux de conversion a été difficile en raison d'une relation de compromis entre les propriétés requises au sein du matériau.

Les matériaux thermoélectriques convertissent la chaleur en électricité lorsqu'il y a une différence de température, un phénomène connu sous le nom d'effet Seebeck. Les scientifiques ont étudié des moyens de confiner les électrons dans un espace étroit afin d'améliorer les taux de conversion. En 2007, les chercheurs ont construit un super-réseau artificiel composé de couches conductrices ultrafines prises en sandwich par d'épaisses couches isolantes. Cette méthode a donné une tension plus élevée mais n'a pas amélioré les taux de conversion. Les chercheurs ont prédit que les performances peuvent être considérablement améliorées si les électrons avec une longueur d'onde de Broglie plus longue, ce qui signifie qu'ils sont plus répandus, sont confinés dans une couche conductrice étroite, mais cela n'avait pas encore été prouvé expérimentalement.

L'équipe de recherche, dirigé par Hiromichi Ohta de l'Université d'Hokkaido, conçu un super-réseau dans lequel les électrons sont répartis de 30 pour cent plus large par rapport aux expériences précédentes. Cela a entraîné une tension beaucoup plus élevée et a doublé le taux de conversion thermoélectrique enregistré à partir des méthodes précédentes.

"C'est un pas en avant significatif vers la réduction de la quantité de chaleur gaspillée par les centrales électriques, des usines, automobile, des ordinateurs, et même des corps humains, " dit Hiromichi Ohta de l'Université d'Hokkaido.