Des chercheurs de l'École de technologie chimique de l'Université Aalto ont appliqué la technique de dépôt de couche atomique (ALD) à la synthèse de matériaux thermoélectriques. Transformer l'énergie résiduelle en électricité, ces matériaux sont un moyen prometteur de produire de l'énergie de manière rentable et sans émissions de dioxyde de carbone à l'avenir.

En utilisant le dépôt par couche atomique, des films minces d'environ 100 nm d'épaisseur ont été synthétisés à partir d'oxyde de zinc, un matériau thermoélectrique bien connu. De l'aluminium ou du phosphore ont également été ajoutés aux films minces d'oxyde de zinc à de faibles concentrations, qui a amélioré les propriétés thermoélectriques du matériau sans changer sa structure cristalline.

La méthode de synthèse était bien adaptée aux processus de croissance de couches minces nécessitant une précision particulière. Dans le futur, il peut être utilisé pour fabriquer différentes nanostructures afin d'améliorer encore les propriétés thermoélectriques du matériau.

'L'optimisation simultanée de différentes propriétés thermoélectriques, tels que la conductivité thermique et électrique et le coefficient Seebeck, est difficile car l'amélioration d'une propriété entraîne généralement la détérioration d'une autre. Mais les nanostructures produites par la technique de dépôt de couche atomique nous aideront à surmonter ce problème, " explique Tommi Tynell, un doctorant.

Électricité à partir de la chaleur résiduelle dans les maisons

Les générateurs basés sur des phénomènes thermoélectriques sont des appareils simples et fiables qui sont également adaptés aux espaces encombrants. Les matériaux utilisés dans leurs modules font tout le travail de conversion de l'énergie thermique en électricité.

À l'avenir, ils pourraient être utilisés par exemple dans des bâtiments résidentiels où, lorsqu'il est installé dans les murs, ils peuvent convertir la chaleur en électricité. Dans les véhicules, les générateurs thermoélectriques peuvent aider à réduire la consommation de carburant. Si un générateur fabriqué à partir de matériaux thermoélectriques est installé à proximité d'un corps humain, il convertit la chaleur générée par le corps en énergie.

Des matériaux thermoélectriques ont déjà été appliqués par exemple à la fabrication de réfrigérateurs de camping. De nouveaux matériaux, cependant, doivent être développées car les solutions actuelles sont chères et quelque peu toxiques.

Deux articles de recherche ont récemment été publiés sur le sujet dans les publications scientifiques Journal de la science des matériaux et Journal de la science et de la technologie du vide A .