أبعاد خفية في مواد كهروحرارية

تُظهر المواد الكهروحرارية Thermoelectric materials التأثير الحراري الكهربائي في شكل قوي أو مناسب، بخلاف باقي المواد التي يكون مثل هذا التأثير فيها ضعيف للغاية.

يشير التأثير الحراري الكهربائي أو الظاهرة الكهروحرارية إلى الظواهر التي يؤدي فيها الفرق في درجة الحرارة إلى خلق جهد كهربائي أو يؤدي فيها التيار الكهربائي إلى خلق فرق في درجة الحرارة. تُعرف هذه الظواهر على وجه التحديد باسم تأثير سيبيك (إنشاء جهد بسبب فرق في درجات الحرارة)، وتأثير بيلتييه (إنتاج تدفق الحرارة باستخدام تيار كهربائي)، وتأثير تومسون (التسخين أو التبريد العكسي داخل موصل عندما يكون هناك تيار كهربائي وتدرج في درجة الحرارة). في حين أن جميع المواد تتأثر بتغير درجة الحرارة أو تتغير درجة حرارته عند تطبيق فرق جهد عليها، أي أن لها تأثير حراري كهربائي غير صفري، إلا أنه في معظم المواد يكون ذلك التأثير صغيرًا جدًا بحيث لا يكون مفيدًا. أما المواد منخفضة التكلفة التي تتمتع بتأثير حراري كهربائي قوي بدرجة كافية (وغيرها من الخصائص المطلوبة) فهي ما يُطلق عليها "مواد كهروحرارية"، وتؤخذ في الاعتبار أيضًا في العديد من التطبيقات بما في ذلك توليد الطاقة والتبريد. المادة الكهروحرارية الأكثر استخدامًا تعتمد على تيلوريد البزموت (Bi2Te3).

تُستخدم المواد الكهروحرارية في الأنظمة الحرارية الكهربائية للتبريد أو التدفئة في التطبيقات المتخصصة، ويجري دراستها كوسيلة لإعادة إنتاج الكهرباء من الحرارة المهدرة. لا يزال البحث في هذا المجال مدفوعًا بتطوير المواد، في المقام الأول لتحسين النقل والخصائص الحرارية الكهربائية.

قراءة المقال الكامل على ويكيبيديا ←