Thermoelektrizität ist ein beeindruckender Zwei-Wege-Prozess, der aus der Umwandlung von Temperaturunterschieden in elektrische Spannung und umgekehrt besteht. Wissenschaftler waren dies. funktioniert seit Jahren auf der Suche nach idealen thermoelektrischen Lösungen und Materialien.
Material auf Bakterienbasis
Jetzt haben Forscher am Institut für Materialwissenschaft von Barcelona ICMAB-CSIC entwickelt ein neues Konzept von thermoelektrischem Material, das sowohl nachhaltig als auch recycelbar ist. Das neuartige Gerät ist recht einfach, aber hochwirksam und nutzt leicht zugängliche Bakterien.
"Anstatt ein Material für Energie herzustellen, kultivieren wir es", erklärte Mariano Campoy-Quiles, ein Forscher dieser Studie.
"Bakterien, die in einem wässrigen Kulturmedium dispergiert sind, das Zucker und Kohlenstoffnanoröhren enthält, produzieren die Nanocellulosefasern, die letztendlich die Vorrichtung bilden, in die die Kohlenstoffnanoröhren eingebettet sind."
Im Wesentlichen besteht das neu entwickelte Gerät aus Cellulose, die lokal im Labor von Bakterien produziert wird. Es enthält auch ein leitfähiges Nanomaterial namens Kohlenstoffnanoröhren . Das Ergebnis ist beeindruckend.
"Wir erhalten dank der Cellulosefasern ein mechanisch widerstandsfähiges, flexibles und verformbares Material und dank der Kohlenstoffnanoröhren eine hohe elektrische Leitfähigkeit", erklärte Anna Laromaine, Forscherin dieser Studie.
Eine Kreislaufwirtschaft
Am wichtigsten ist jedoch, dass das Material unsere Umwelt nicht schädigt. Tatsächlich verließen sich die Forscher auf das Konzept einer Kreislaufwirtschaft. ein regeneratives System, bei dem die Verschwendung von Inputressourcen und Energieverlusten minimiert wird als sie das Gerät entwickelt haben.
"Ziel ist es, sich dem Konzept der Kreislaufwirtschaft zu nähern und nachhaltige Materialien zu verwenden, die nicht umweltschädlich sind, in geringen Mengen verwendet werden und die recycelt und wiederverwendet werden können", erklärte Anna Roig, Forscherin dieser Studie."Das Gerät besteht aus nachhaltigen und recycelbaren Materialien und hat einen hohen Mehrwert."
Besser noch, das Material ist noch effizienter als andere ähnliche traditionelle Gegenstücke. Laut Roig hat das Material eine höhere thermische Stabilität, so dass es Temperaturen von erreichen kann. 250 ° C .
Das Gerät verwendet außerdem keine toxischen Elemente, während seine Cellulose leicht recycelt werden kann und seine Kohlenstoffnanoröhren, die teuersten Teile des Systems, zurückgewonnen und wiederverwendet werden können.
Darüber hinaus können Dicke, Farbe und Transparenz des Materials gesteuert werden, sodass das Papier für alle Arten von Anwendungen verwendet werden kann.
"In naher Zukunft könnten sie beispielsweise als tragbare Geräte in medizinischen oder sportlichen Anwendungen eingesetzt werden. Wenn die Effizienz des Geräts noch weiter optimiert würde, könnte dieses Material zu intelligenten Wärmeisolatoren oder zu hybrider Photovoltaik führen.thermoelektrische Stromerzeugungssysteme ", erklärte Campoy-Quiles.
Die Studie in der Zeitschrift veröffentlicht Energie- und Umweltwissenschaften