I ricercatori del MIT hanno scoperto un modo per aumentare l'efficienza dei dispositivi termoelettrici.
I dispositivi termoelettrici sono costituiti da materiali in grado di convertire una differenza di temperatura in energia elettrica, senza richiedere parti mobili. Quando un materiale termoelettrico viene esposto a un gradiente di temperatura - ad esempio, un'estremità viene riscaldata, mentre l'altra viene raffreddata - gli elettroni in quel materiale iniziano a fluire dall'estremità calda all'estremità fredda, generando una corrente elettrica. Maggiore è la differenza di temperatura, maggiore è la corrente elettrica prodotta e quindi maggiore è la potenza generata.
Questa qualità rende la termoelettricità una fonte di energia elettrica potenzialmente interessante.
Oggi i dispositivi termoelettrici vengono utilizzati per applicazioni a potenze relativamente basse, come l'alimentazione di piccoli sensori, il backup delle batterie su sonde spaziali. Tuttavia, gli scienziati sperano di progettare anche dispositivi termoelettrici più potenti, in grado di raccogliere calore altrimenti sprecato - prodotto come sottoprodotto di processi industriali e di motori a combustione - e trasformarlo in energia elettrica.
Purtroppo, attualmente l'efficienza dei dispositivi termoelettrici è limitata.
Ora i ricercatori del MIT hanno scoperto un modo per aumentare l'efficienza di ben tre volte, usando materiali "topologici", che hanno proprietà elettroniche uniche.
In un articolo pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences, i ricercatori del MIT identificano la proprietà che rende certi materiali topologici un materiale termoelettrico potenzialmente più efficiente, rispetto a quelli impiegati nei dispositivi esistenti. Gli scienziati hanno scoperto che alcuni materiali topologici (tellururo di stagno) possono essere trasformati in efficienti dispositivi termoelettrici attraverso la nanostrutturazione, una tecnica che viene usata per sintetizzare un materiale modellando le sue caratteristiche su scala nanometrica.
Gli ricercatori del MIT sono convinti che i materiali topologici siano ottimi materiali termoelettrici, e che presto potrebbero diventare un'alternativa praticabile e più efficiente alla produzione di energia pulita.