تبدیل گرما به برق روی پارچه

موبنا – به گزارش تی ای، در سال‌های اخیر “مواد کم بعد”(low-dimensional materials) به عنوان موادی ترموالکتریک بسیار مورد توجه بوده‌اند چرا که این مواد دارای محدودیت حمل بار الکتریکی هستند که این موضوع عملکرد ترموالکتریک را افزایش می‌دهد. یکی از این مواد، نانولوله کربنی است. نانولوله‌های کربنی به دلیل تک بعدی، انعطاف پذیری و سبک بودن، گزینه‌های مناسبی هستند.

با این حال یکی از چالش‌هایی که محققان با آن در این سال‌ها روبه رو بوده‌اند، حفظ ضریب توان قابل توجه هر نانولوله کربنی در مجموعه‌های ماکروسکوپی بوده است.

در مطالعه اخیر دانشمندان دانشگاه “رایس” از نانولوله‌های کوچک کربنی استفاده کرده و سپس، آنها را به عنوان الیاف دسته‌بندی و تنظیم کردند و در نهایت آنها را به پارچه‌ها دوختند. این کار سبب ایجاد مولدهای ترموالکتریک انعطاف پذیری می‌شود که می‌توانند گرما یا سایر منابع را به انرژی تبدیل کنند.

نانولوله‌های کربنی که دانشمندان از آن استفاده کردند می‌توانند به عنوان گرماگیر برای خنک کردن قطعات الکترونیکی حساس با کارایی بالا استفاده شوند.

گرماگیر (Heat sink)، گرماخور، گرماکاه، گرمابر یا فین، وسیله‌ای برای خنک‌کاری با هوا است که به‌ منظور تبادل حرارتی یک قطعه با محیط به کار می‌رود.

“ناتسومی کوماتسو”(Natsumi Komatsu) نویسنده ارشد این مطالعه گفت: ضریب توان به شما میزان چگالی توانی که می‌توانید از یک ماده با اختلاف دما و گرادیان حرارت دریافت کنید را نشان می‌دهد. رسانندگی الکتریکی بسیار بالای این فیبر یکی از ویژگی‌های کلیدی آن بود.

ضریب توان در یک سیستم الکتریکی توان متناوب اصطلاحی است که به نسبت توان واقعی به توان ظاهری گفته می‌شود و مقداری بین صفر تا یک دارد. توان واقعی در واقع توانایی یک مصرف‌کننده برای تبدیل انرژی الکتریکی به دیگر شکل‌های انرژی را نشان می‌دهد در حالی که توان ظاهری در اثر وجود اختلاف بین ولتاژ و جریان پدید می‌آید.

کوماتسو افزود: بررسی تاثیر این امری ساده است چرا که اگر یک طرف مواد ترموالکتریک گرم‌تر از طرف دیگر باشد، انرژی تولید می‌کند و گرما می‌تواند از خورشید یا وسایلی مانند اجاق بشقابی(که در آزمایش پارچه استفاده شد)، ایجاد شود. برعکس آن عمل نیز این است که افزودن انرژی می‌تواند مواد را وادار کند تا قسمت گرم‌تر را خنک کنند.

اجاق بشقابی یا هات پلیت(Hot plate‎) نوعی اجاق برقی با المنت است که بیشتر در بیرون از خانه که اجاق گاز در دسترس نیست و نیز در آزمایشگاه‌ها، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 منبع: ایسنا