Jakter på nye materialer som kan lage strøm
Teknologien har vært kjent i 200 år. Den er i bruk i alt fra vinkjølere til Voyager-romsondene. Det finnes til og med en løsning som lar deg lade telefonen din på campingtur.
Dagens termoelektriske materialer er ikke effektive nok til at spillvarme er blitt en viktig energikilde, det forsøker et team forskere ved NMBU i samarbeid med SINTEF å gjøre noe med. Det er vanskelig å finne gode termoelektriske materialer – det vil si materialer som kan bruke varme til å lage strøm og som benyttes til sensorer, kjøling og utnyttelse av spillvarme.
Forskere ved NMBU arbeider for å identifisere, og senere eventuelt designe, nye termoelektriske materialer. I stedet for å lage en lang rekke forskjellige stoffer, bruker forskerne blant annet kunstig intelligens og maskinlæring til å regne på materialer som aldri er laget.
Skyter fart
– Jakten på bedre termoelektriske materialer har stått ganske stille frem til for ti år siden, etter det har aktiviteten tatt seg opp igjen. Grunnen er at man nå tar utgangspunkt i modellering av materialer, sier Kristian Berland førsteamanuensis ved fakultet for realfag og teknologi på NMBU. For å være effektive skal materialene lede strøm best mulig og samtidig lede varme dårligst mulig, på denne måten klarer de å produsere mye strøm uten at de to sidene av materialet jevner seg ut og får samme temperatur.
– Lykkes vi, er mulighetene store. For eksempel går 60–70 prosent av all varmen vi produserer i industrielle prosesser, bare tapt. Hvis denne varmen kan bli til strøm, er den en viktig ressurs og en god hjelp til å spare miljøet, sier Berland.
Bly-tellurid på vei ut
Problemet med dagens materialer er at de er for dyre, og for lite miljøvennlige til å brukes i stor skala. Det beste materialet per i dag er bly-tellurid, som består av bly og tellur, begge stoffene er giftige.
– Det er et stort potensial for at dette byttes ut. I dag benyttes bly-tellurid der man trenger strøm, men hvor man ikke kan legge ledninger, blant annet til vinkjølere og for å lade sensorer, det ble blant annet også brukt i de gamle pacemakerne. Nå er man på jakt fullgod erstatning, som helst
Ser på legeringer
– Det er kjempestor aktivitet rundt i verden med denne typen beregninger. Det som er annerledes med prosjektet vårt, er at vi ser på legeringer, forteller Berland. Det vil si at andre forskere arbeider med rene metaller og halvledere, mens det norske prosjektet ser på blandinger og også på om de kan bli enda bedre hvis noen av atomene i blandingen flyttes litt på.
– Vi bruker AI for å gjennomgå rommet av legeringsmaterialer. Først når vi har funnet ut hvilke materialer som egner seg best, skal samarbeidspartnerne hos Sintef og Universitetet i Oslo lage disse materialene. Forhåpningen er at vi skal identifisere tre-fire lovende materialer som SINTEF deretter skal lage og verifisere, for så eventuelt å gå videre til industrien for å produsere dem, sier Berland.
.webp)
