استفاده از نانوساختارها برای تبدیل حرارت تلف‌شده به برق

به گزارش خبرنگار خبرگزاری صدا و سیما به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو؛ دکتر اشکان ذوالریاستین افزود: این نانوساختارهای آزمایشگاهی را می‌توان در نیروگاه‌های حرارتی تولید برق، اگزوز خودروها و مبدل‌های حرارتی ترکیبی به کار گرفت.

وی با اشاره به ساختارهای قفس مانند در رابطه با اهداف دنبال شده در این طرح گفت: هدف از انجام این طرح توسعه‌ی مواد ترموالکتریکی دارای هدایت حرارتی پایین و هدایت الکتریکی بالا بوده است.

ذوالریاستین افزود: ترکیبات با ساختار قفسی شکل به دلیل ریزساختار منحصربه‌فردشان می‌توانند این خاصیت را برای ما ایجاد کنند. 

وی تاکید کرد: به کمک این نانوساختارهای کامپوزیتی می‌توان هزینه‌های مربوط به اتلاف انرژی حرارتی را تا حد زیادی کاهش داد؛ به‌علاوه با تبدیل حرارت اتلافی به برق می‌توان تا حدودی از مصرف سوخت‌های فسیلی و آلودگی هوا نیز جلوگیری کرد.

ذوالریاستین در ادامه ساختار اتمی مواد قفسی شکل را تشریح کرد و درباره سازوکار رفتار ترموالکتریک این ساختارها افزود: ساختار اتمی این ترکیبات به‌گونه‌ای است که اتم‌ها چارچوبی قفس مانند را برای یک اتم سنگین ایجاد می‌کند. 

این فعال فناور گفت: انتقال حرارت درون این ماده و عبور فنون‌ها و الکترون‌ها، اتم سنگین حبس شده درون قفس اتمی را به لرزه در می‌آورد و این موضوع کاهش انتقال حرارت و افزایش خواص ترموالکتریک را به دنبال دارد. 

ذوالریاستین افزود: در طرح حاضر ترکیبات با ساختار قفس مانند با اتم حبس شده‌ی باریوم در قفس ایجاد شده با اتم‌های سیلیسیوم یا ژرمانیوم به‌صورت نانوکریستال، نانوسیم و نانوکامپوزیت حاوی نانوذرات سرامیکی یوروپیوم تیتانات و کاربید سیلیسیوم با روش‌های مختلف سنتز شده ‌است.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر اشکان ذوالریاستین محقق پسادکترای دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی و پژوهشگرانی از کشورهای اتریش، آلمان و سوئیس است. 

نتایج این کار در مجله‌ی Physica Status Solidi (جلد 213، شماره‌ی 3، سال 2016، صفحات 784 تا 801) منتشر شده است.