Grâce à de nouvelles recherches de l'Université de Warwick, la chaleur résiduelle peut être convertie en électricité plus efficacement en utilisant des matériaux nanométriques unidimensionnels aussi minces qu'un atome - inaugurant une nouvelle façon de générer de l'énergie durable.

Dirigé par les Drs Andrij Vasylenko, Samuel Marc, Jeremy Sloan et David Quigley du département de physique de Warwick, en collaboration avec les universités de Cambridge et de Birmingham, les chercheurs ont découvert que les matériaux thermoélectriques les plus efficaces peuvent être obtenus en les façonnant en nanofils les plus fins possibles.

Les matériaux thermoélectriques récupèrent la chaleur résiduelle et la convertissent en électricité et sont très recherchés en tant que sources d'énergie renouvelables et respectueuses de l'environnement.

Dr Andrij Vasylenko, du département de physique de l'Université de Warwick et premier auteur de l'article, a commenté :

"Contrairement au matériau tridimensionnel, les nanofils isolés conduisent à la fois moins de chaleur et plus d'électricité. Ces propriétés uniques offrent une efficacité sans précédent de la conversion de la chaleur en électricité dans les matériaux unidimensionnels. »

Les chercheurs, qui comprenaient le groupe du Dr Andrew J. Morris de l'Université de Birmingham, étudiaient la cristallisation du tellurure d'étain dans des nanotubes de carbone extrêmement étroits utilisés comme modèles pour la formation de ces matériaux dans leur forme dimensionnelle la plus basse.

Dans une recherche combinée théorique et expérimentale, ils ont pu non seulement établir une dépendance directe entre la taille d'un gabarit et la structure résultante d'un nanofil, mais aussi de démontrer comment cette technique peut être utilisée pour réguler l'efficacité thermoélectrique du tellurure d'étain formé en nanofils de 1 à 2 atomes de diamètre.

Le premier auteur, le Dr Vasylenko, est enthousiasmé par ce que cette recherche pourrait conduire à :

"Cela ouvre une opportunité pour la création d'une nouvelle génération de générateurs thermoélectriques, mais aussi pour l'exploration de matériaux candidats alternatifs pour la thermoélectrique parmi des éléments chimiques abondants et non toxiques."

Avec une demande croissante de miniaturisation et d'amélioration de l'efficacité de la thermoélectrique, la nanostructuration offre une voie viable pour cibler les deux objectifs.

Leurs résultats sont publiés dans la revue ACS Nano .