تولید الکتریسیته از زباله

عنصر شیمیایی بیسموت در مقیاس اتمی از خود خواص فیزیکی ناپایداری نشان می دهد. پژوهش جدیدی که به تازگی توسط محققان دانشگاه یوترکت (Utrecht) انجام گرفته است، در این زمینه انجام گرفته است از مکانیزم جدیدی پرده برمی دارد که با استفاده از آن می توان از طریق انتقال انرژی بین الکترون ها و شبکه کریستالی بیسموت را کنترل کرد. تسلط بر این اثر می تواند گرمای هدر رفته را به برق تبدیل کند. برای مثال این روش می تواند در زمینه بهبود بازده کلی سلول های خورشیدی مورد استفاده قرار گیرد.

 پلاسمون های کم انرژی یا فونون ها، زمانی که به همان طول موج ارتعاشات شبکه کریستال بیسموت تبدیل می شوند می توانند به نحو موثری حرکت شبکه را آرام کنند. در واقع، این مکانیزم جفت شدن پلاسمون و فنون اگر تحت شرایط خاص شدت یابد می تواند به عنوان راهی جدید برای انتقال انرژی میان الکترون ها و شبکه کریستالی بنیانی در نظر گرفته شود.

محققان این تحقیق به بررسی حرکات جمعی الکترون های بیسموت پرداختند. این الکترون ها در واقع مایعی سیال هستند که در خود امواجی را انتشار می دهند. هدف الکترون در حال حرکت در سراسر ماده حفظ چگالی ماده است. بیسموت دو نوع از الکترون بسیار سنگین و بسیار سبک را از خود ارائه می دهد که این الکترون ها با سرعت های متفاوت به حرکت می پردازند. در نتیجه این امر منطقه ای از مایع الکترون با چگالی کم تر شکل می گیرد.

الکترون ها در پاسخ به این پدیده به سمت منطقه با چگالی کم تر رفته تا این کمبود را جبران کنند. با این حال هنوز هم برخی از این الکترون ها سریع تر از بقیه به حرکت می پردازند. به این ترتیب دوباره در جایی از ماده منطقه ای تشکیل می شود که چگالی آن کم تر است. به این ترتیب فرایند یاد شده دوباره تکرار می شود.

این مطالعه نشان داده است که پلاسمون های کم انرژی یا فونون ها، زمانی که به همان طول موج ارتعاشات شبکه کریستال بیسموت تبدیل می شوند می توانند به نحو موثری حرکت شبکه را آرام کنند. در واقع، این مکانیزم جفت شدن پلاسمون و فنون اگر تحت شرایط خاص شدت یابد می تواند به عنوان راهی جدید برای انتقال انرژی میان الکترون ها و شبکه کریستالی بنیانی در نظر گرفته شود.

علاوه بر این جفت شدن پلاسمون و فونون اثر نرنست موجود در بیسموت را توضیح دهد. این امر زمانی محقق می شود که یک نمونه از یکی از جهات گرما دهی شده و در معرض میدان مغناطیسی قرار گیرد. این موضوع موجب می شود که این نمونه ولتاژ الکتریکی خاصی را در جهت عمودی تولید کند. از این رو گرما به الکتریسیته مفید تبدیل می شود.

 

منبع: sciencedaily

ترجمه: احمد محمدحسینی

No tags for this post.