Efektivnější recyklace odpadového tepla

Vědci z Sandijských národních laboratoří v Novém Mexiku učinili vskutku významný pokrok v termoelektronice a výrobě nanovodičů (nanowires), který by mohl znamenat vytvoření nového odvětví energetické úspory ve smyslu využívání odpadové energie. To je energie, která není přímo využívána nebo vzniká vedlejším efektem.

Původním cílem skupiny výzkumníků bylo za pomoci konstrukce nanovodičů zachytávat teplo výfukových plynů ze spalovacích motorů automobilů a přetvořit je na elektrickou energii, kterou by byly napájené různé senzory a nízkoenergetické periferie. Sklízením odpadové energie v automobilech se vědci zabývají již nějakou dobu, např. regenerativním (rekuperační) brzděním, brzdění vozidla pomocí alternátoru, přičemž se zvyšuje množství získané el. energie a snižuje potřeba chlazení brzdových destiček. Bohužel tyto způsoby dokáží obnovit jen zlomkové množství z 70-85% odpadové energie v podobě tepla produkovaného moderními vozidly.

Pohled na nanovodiče pod elektronovým mikroskopem
zdroj: mtl.mid.edu

Právě využití nanovodičů by mohlo výrazně napomoci využití odpadové energie ve spoustě aplikací, ale jen za předpokladu, že bude možné za chodu měnit jejich charakteristiky. Tuto podmínku se vědcům podařilo splnit vytvořením nového výrobního procesu za použití Bismut-antimonové slitiny. Díky vlastnostem těchto dvou látek jsou vědci schopni měnit krystalické vlastnosti nanovodičů (velikost a orientaci samotných krystalů) a tím ovlivňovat vlastnosti celé slitiny, ze které se skládá nanovodič. Nanovodiče jsou a pravděpodobně ještě budou nějakou tu dobu ve fázi vývoje, ale v současnosti již dokáží převést 5-8% tepelné energie zpět na el. energii a to při velikosti několika mikrometrů a průměru 70-75 nanometrů. Právě díky těmto rozměrům bývají nanovodiče také označovány jako 1D (dimenzionální) materiály.