Des chercheurs de l'institut de recherche MESA+ de l'Université de Twente ont réussi à améliorer considérablement l'efficacité d'un matériau thermoélectrique. En raison de leurs qualités uniques, ces matériaux peuvent convertir la chaleur perdue en électricité. Ils peuvent éventuellement être utilisés pour, par exemple, utiliser à bon escient la chaleur dégagée par une cheminée d'usine ou un pot d'échappement de voiture. La recherche fondamentale, qui a été publié dans la revue scientifique Matériaux énergétiques avancés , montre que les matériaux peuvent encore être beaucoup améliorés.

Matériaux thermoélectriques, c'est-à-dire des matériaux capables de convertir la chaleur en électricité, existent depuis un certain temps. Parce qu'ils ne sont pas encore suffisamment efficaces, ils sont actuellement principalement utilisés dans les gadgets, comme des bottes qui utilisent la chaleur corporelle pour charger un téléphone. Cependant, si la chaleur pouvait être convertie plus efficacement en électricité, cela ouvrirait des possibilités pour un large éventail d'applications pratiques. Pensez à des matériaux capables de convertir la chaleur émise par un pot d'échappement de voiture en électricité pour un moteur électrique, des usines qui convertissent la chaleur perdue en électricité et des stimulateurs cardiaques qui se chargent de la chaleur corporelle de leurs porteurs.

Doubler la capacité

Les matériaux thermoélectriques ont des qualités uniques qui ne sont pas très courantes dans les matériaux naturels. Par exemple, leur conductivité électrique doit être la plus élevée possible, alors que leur conductivité thermique est aussi faible que possible. Des chercheurs de l'institut de recherche MESA+ de l'Université de Twente ont réussi à améliorer considérablement l'efficacité des couches minces du matériau thermoélectrique NaXCoO2. Ils ont réussi à doubler la capacité des couches minces du matériau en ajustant les conditions de fabrication. Selon le Dr Mark Huijben, l'un des chercheurs impliqués, la recherche montre que d'autres améliorations peuvent être apportées. « Bien que cela concerne la recherche fondamentale, cela montre qu'il est possible d'améliorer considérablement l'efficacité des matériaux en exerçant un meilleur contrôle sur le processus de fabrication. En sélectionnant le bon substrat et les bonnes conditions de fabrication, nous sommes en mesure d'affiner le matériel à un degré élevé."

Les chercheurs ont travaillé avec des couches minces du matériau de moins de cent nanomètres d'épaisseur. Huijben : « La prochaine étape consiste à disposer de fines couches de différents matériaux les unes sur les autres afin de créer de nouvelles et meilleures qualités. »