சுழல் சீபெக் சாதனத்தின் மூலம் வெப்பத்திலிருந்து மின்சாரம்
தெர்மோஎலக்ட்ரிக் (TE) மாற்றம் புவிவெப்ப, கழிவு, உடல் அல்லது சூரிய வெப்பத்திலிருந்து கார்பன் இல்லாத மின் உற்பத்தியை வழங்குகிறது, மேலும் அடுத்த தலைமுறை ஆற்றல் மாற்ற தொழில்நுட்பமாக இருக்கும் என்ற உறுதிமொழியைக் காட்டுகிறது. அத்தகைய TE மாற்றத்தின் மையத்தில், அனைத்து திட-நிலை தெர்மோஎலக்ட்ரிக் சாதனம் உள்ளது, இது சத்தம், அதிர்வுகள் அல்லது மாசுபடுத்தல்களின் உமிழ்வு இல்லாமல் ஆற்றல் மாற்றத்தை செயல்படுத்துகிறது. இதற்கு, ஒரு போஸ்டெக் ஆராய்ச்சி குழு அடுத்த தலைமுறை தெர்மோஎலக்ட்ரிக் சாதனத்தை வடிவமைப்பதற்கான வழியை முன்மொழிந்தது, இது வழக்கமானவற்றுடன் ஒப்பிடும்போது குறிப்பிடத்தக்க எளிய உற்பத்தி செயல்முறை மற்றும் கட்டமைப்பை வெளிப்படுத்துகிறது, அதே நேரத்தில் ஸ்பின் சீபெக் எஃபெக்ட் (SSE)ஐப் பயன்படுத்தி மேம்பட்ட ஆற்றல் மாற்ற செயல்திறனைக் காட்டுகிறது.
பேராசிரியர் ஹ்யுங்யு ஜின் மற்றும் பி.எச்.டி தலைமையிலான ஒரு போஸ்டெக் கூட்டு ஆராய்ச்சி குழு, மெக்கானிக்கல் இன்ஜினியரிங் துறையின் வேட்பாளர் மின் யங் கிம், பொருள் அறிவியல் மற்றும் பொறியியல் துறையின் பேராசிரியர் சி-யங் சோய் உடன் இணைந்து – காந்தப் பொருளின் உட்புறம் மற்றும் மேற்பரப்பு இரண்டின் பண்புகளையும் மேம்படுத்துவதன் மூலம் மிகவும் திறமையான வெப்ப மின் சாதனத்தை வடிவமைப்பதில் வெற்றி பெற்றுள்ளனர். SSE தெர்மோஎலக்ட்ரிக் சாதனம் வரை அடிப்படை ஆராய்ச்சியில் நீடித்திருக்கும். SSE-யைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் அடுத்த தலைமுறை வெப்ப மின் சாதனத்தைத் தயாரிப்பதற்கான சாத்தியத்தைக் காண்பிப்பதற்கான ஒரு முன்னோடி ஆய்வு இது. இந்த ஆராய்ச்சி முடிவுகள் சமீபத்தில் எரிசக்தி துறையில் ஒரு சர்வதேச கல்வி இதழான எனர்ஜி அண்ட் சுற்றுச்சூழல் அறிவியலின் ஆன்லைன் பதிப்பில் வெளியிடப்பட்டன.
வழக்கமான TE சாதனங்கள் சார்ஜ் சீபெக் விளைவை நம்பியுள்ளன, இது ஒரு தெர்மோஎலக்ட்ரிக் விளைவு, இதில் ஒரு திடமான பொருளில் பயன்படுத்தப்படும் வெப்பநிலை சாய்வுக்கு இணையான திசையில் சார்ஜ் மின்னோட்டம் உருவாக்கப்படுகிறது. இந்த நீளமான வடிவியல் சாதன கட்டமைப்பை சிக்கலாக்குகிறது மற்றும் அத்தகைய TE சாதனங்களை உற்பத்தி செய்வதை கட்டுப்படுத்துகிறது.
பெட்டிக்கு வெளியே சிந்திப்பதன் மூலம் ஒரு நிக்கல் ஃபெரைட் (NFO) -பிளாட்டினம் (Pt) பிளேயர் SSE சாதனத்தை ஆராய்ச்சி குழு உருவாக்கியது. இணையான திசையில் ஒரு சார்ஜ் மின்னோட்டம் உருவாக்கப்படும் குறுக்குவெட்டு TE விளைவைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் சாதன கட்டமைப்பை மிகவும் எளிமையாக்க முடியும் என்பதை அவர்கள் உணர்ந்தனர். பயன்படுத்தப்படும் வெப்பநிலை சாய்வுக்கு செங்குத்தாக. சாதனத்தின் உயர திசையில் ஒரு வெப்பநிலை சாய்வு பயன்படுத்தப்படும்போது, NFO காந்தப் பொருளில் உருவாக்கப்படும் சுழல் மின்னோட்டம் NFO மற்றும் Pt க்கு இடையிலான இடைமுகத்திற்கு மாற்றப்பட்டு, Pt க்குள் செலுத்தப்பட்டு, பின்னர் Pt-க்குள் மின்சாரமாக மாற்றப்படுகிறது. இந்த நேரத்தில் உருவாக்கப்படும் மின்னோட்டம் பயன்படுத்தப்படும் வெப்பநிலை சாய்வுக்கு செங்குத்தாக ஒரு திசையில் பாய்கிறது. இந்த SSE-யைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், வழக்கமான தெர்மோஎலக்ட்ரிக் சாதனங்களுடன் ஒப்பிடும்போது எளிமையான மற்றும் அளவிட எளிதான சாதன கட்டமைப்பை உருவாக்க முடியும்.
SSE சாதனத்தைப் பயன்படுத்த, இதற்கு கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்திறனில் வியத்தகு முன்னேற்றம் தேவைப்படுகிறது. இதற்கு, ஆராய்ச்சி குழு NFO-Pt தெர்மோஎலக்ட்ரிக் சாதனத்தின் செயல்திறனை மேம்படுத்த எளிய வெப்ப சிகிச்சை முறையை வகுத்தது. ஒரு ஸ்கேனிங் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்தி ஒரு அவதானிப்பின் மூலம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, ஒரு குறிப்பிட்ட காலத்திற்கு 1200°C அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட உயர் வெப்பநிலையில் வெப்பப்படுத்துவதன் மூலம் NFO பொருளுக்குள் ஒரு தனித்துவமான நுண் கட்டமைப்பு உருவாக்கப்படலாம், பின்னர் ஒரு அதிக வெப்பநிலையில் வெப்பமடைதல் கொடுக்கப்பட்ட நேரம் பின்னர் குளிரூட்டும். கூடுதலாக, அதே வெப்ப சிகிச்சை நுட்பம் NFO மற்றும் Pt க்கு இடையிலான இடைமுகத்தின் தரத்தை கணிசமாக மேம்படுத்த முடியும் என்பதையும் குழு உறுதிப்படுத்தியது. இறுதியாக, இந்த இரண்டு விளைவுகளும் சாதனத்தின் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் செயல்திறனை பெரிதும் மேம்படுத்தும் என்று காட்டப்பட்டது.
“இந்த ஆய்வில், அடுத்த தலைமுறை TE சாதனத்தை SSE-ஐப் பயன்படுத்தி வழக்கமானவற்றை விட மிகவும் எளிமையான கட்டமைப்பையும், ஒரு எளிய வெப்ப சிகிச்சை நுட்பத்தின் மூலம் அதன் செயல்திறனை வியத்தகு முறையில் மேம்படுத்தக்கூடிய ஒரு முறையையும் உருவாக்குவதற்குப் பின்னால் உள்ள கொள்கைகளை நாங்கள் விளக்கி வழங்கியுள்ளோம்” என்று பேராசிரியர் குறிப்பிட்டார். ஆய்வுக்கு தலைமை தாங்கிய ஹியுங்யு ஜின். அவர் மேலும் கூறுகையில், “இது எதிர்காலத்தில் மிகவும் திறமையான TE சாதனங்களின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்தால், ஆற்றல் மற்றும் காலநிலை சவால்களைத் தணிக்க இறுதியில் பங்களிக்கும் உறுதிமொழியைக் காட்டுகிறது.”
References: