[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Warmte efficiënter omgezet in elektriciteit door te sleutelen aan nanostructuur
- From: Dimmy van Ruiten <D.M.vanRuiten@xxxxxxxxxx>
- To: "pwc-media@xxxxxxxxxxxxx" <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
- Date: Fri, 13 Nov 2020 10:41:16 +0000
Warmte efficiënter omgezet in elektriciteit door te sleutelen aan nanostructuur
In de industrie kan meer dan twee derde van de geproduceerde energie verloren
gaan als hitte. Thermo-elektrische materialen hebben de eigenschap om die
warmte om te zetten in elektriciteit, waardoor het een effectieve manier kan
zijn om industriële processen te verduurzamen. Materiaalwetenschappers uit
Delft hebben ontdekt dat de energieopbrengst uit warmte efficiënter kan, door
aanpassingen te doen in de nanostructuur van het thermo-elektrische materiaal.
Hun artikel is onlangs gepubliceerd in Nano Energy.
Momenteel wordt thermo-elektriciteit niet op grote schaal ingezet, omdat de
energieopbrengst niet opweegt tegen de kosten van de thermo-elektrische
materialen. Eerder toonden Zuid-Koreaanse onderzoekers aan dat er onder invloed
van temperatuur bepaalde nanostructuren kunnen ontstaan in het materiaal. Deze
uitkomst gebruikten Biswanath Dutta en Poulumi Dey als startpunt voor hun
onderzoek, waarbij ze het materiaal analyseren en er theoretische simulaties op
loslaten. 'We werkten met een zogeheten NbCoSn half-Heusler verbinding,' legt
Dutta uit, 'een verbinding die bestaat uit niobium, kobalt en tin. Door met de
hoeveelheden van die elementen te spelen, verandert de efficiëntie van het
materiaal.'
In hun simulaties voegden Dutta en Dey op verschillende positie in de
nanostructuur een of twee extra kobaltatomen toe. 'In de simulaties zagen we
dat de positie van die atomen erg belangrijk is voor de prestaties van het
materiaal,' vertelt Dey. 'Dit was nog niet eerder aangetoond in experimenten,
omdat de resolutie van de metingen daar te laag voor is.'
Energiefilter
Daarnaast namen de onderzoekers bij het positioneren van de kobalt atomen ook
een ander effect waar in het materiaal: Het 'energie filterend'-effect. Hierbij
worden elektronen met weinig energie als het ware tegengehouden, terwijl
elektronen met veel energie door kunnen stromen. Dey: 'Dit filter wordt gevormd
door de raakvlakken tussen de nanostructuren in het materiaal, die er samen
voor zorgen dat energieopbrengst omhoog gaat.'
[https://d1rkab7tlqy5f1.cloudfront.net/News/2020/11_November/3mE/Figure.png]
Nu Dutta en Dey hebben aangetoond hoe de nanostructuur van invloed is op de
productie van elektriciteit, kan dat worden toegepast in de ontwikkeling van
nieuwe thermo-elektrische materialen. Dutta: 'Op dit moment worden die
materialen gemaakt in een lang en grondig proces van het samenpersen en
verhitten van voorgevormde structuren. Wij stellen voor om met ongevormde
materialen te beginnen en daar de nanostructuren in aan te brengen.' Hierdoor
kan het lange en energie slurpende vormingsproces worden overgeslagen, terwijl
het elektro-thermische materiaal uiteindelijk efficiënter wordt. De bevindingen
van de materiaalwetenschappers brengen daarmee de haalbaarheid van de
massaproductie van thermo-elektriciteit een stuk dichterbij.
Meer informatie
Artikel in Nano Energy:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285520310922
Contact
Dr. Poulumi Dey, P.Dey@xxxxxxxxxx<mailto:P.Dey@xxxxxxxxxx>, +31682756809
Dr. Biswanath Dutta, B.Dutta@xxxxxxxxxx<mailto:B.Dutta@xxxxxxxxxx>, +31682429756
Persvoorlichter Dimmy van Ruiten,
D.M.vanRuiten@xxxxxxxxxx<mailto:D.M.vanRuiten@xxxxxxxxxx>, +31639844164
Other related posts:
- » [PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Warmte efficiënter omgezet in elektriciteit door te sleutelen aan nanostructuur - Dimmy van Ruiten
