POSPAPUA

Ikuti perkembangan terkini Indonesia di lapangan dengan berita berbasis fakta PosPapusa, cuplikan video eksklusif, foto, dan peta terbaru.

Ilmuwan menciptakan kristal yang menghasilkan listrik dari panas

Ilmuwan menciptakan kristal yang menghasilkan listrik dari panas

Perangkat termoelektrik sebelumnya menggunakan elemen mahal dan beracun. Para ilmuwan kini telah menciptakan kristal murah yang terdiri dari tembaga, mangan, germanium, dan belerang yang dapat secara efisien mengubah panas menjadi listrik.

Mineral sulfida sintetis dengan sifat termoelektrik.

Dalam upaya untuk secara efisien mengubah panas menjadi listrik, bahan yang mudah diakses dari bahan mentah yang tidak berbahaya membuka cakrawala baru dalam pengembangan apa yang disebut bahan termoelektrik yang aman dan murah. Logam tembaga sintetis memperoleh struktur dan mikrostruktur yang kompleks melalui perubahan sederhana dalam komposisinya, sehingga meletakkan dasar untuk sifat yang diinginkan, menurut sebuah penelitian yang baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal. Anguandt Kimi.

Bahan sintetis baru terbuat dari tembaga, mangan, germanium dan belerang, dan diproduksi dalam proses yang cukup sederhana, jelas ilmuwan material Emmanuel Gilmou, seorang peneliti CNRS di Laboratorium CRISMAT, Caen, Prancis, dan penulis korespondensi studi tersebut. . “Bubuk dicampur secara mekanis dengan penggilingan bola untuk membentuk fase pra-kristalisasi, yang kemudian dikondensasi 600 derajat.[{” attribute=””>Celsius. This process can be easily scaled up,” he says.

Thermoelectric materials convert heat to electricity. This is especially useful in industrial processes where waste heat is reused as valuable electric power. The converse approach is the cooling of electronic parts, for example, in smartphones or cars. Materials used in these kinds of applications have to be not only efficient, but also inexpensive and, above all, safe for health.

However, thermoelectric devices used to date make use of expensive and toxic elements such as lead and tellurium, which offer the best conversion efficiency. To find safer alternatives, Emmanuel Guilmeau and his team have turned to derivatives of natural copper-based sulfide minerals. These mineral derivatives are mainly composed of nontoxic and abundant elements, and some of them have thermoelectric properties.

Now, the team has succeeded in producing a series of thermoelectric materials showing two crystal structures within the same material. “We were very surprised at the result. Usually, slightly changing the composition has little effect on the structure in this class of materials,” says Emmanuel Guilmeau describing their discovery.

The team found that replacing a small fraction of the manganese with copper produced complex microstructures with interconnected nanodomains, defects, and coherent interfaces, which affected the material’s transport properties for electrons and heat.

Emmanuel Guilmeau says that the novel material produced is stable up to 400 degrees Celsius (750 degrees Fahrenheit), a range well within the waste heat temperature range of most industries. He is convinced that, based on this discovery, novel cheaper, and nontoxic thermoelectric materials could be designed to replace more problematic materials.

Reference: “Engineering Transport Properties in Interconnected Enargite-Stannite Type Cu2+xMn1−xGeS4 Nanocomposites” by Dr. V. Pavan Kumar, S. Passuti, Dr. B. Zhang, Dr. S. Fujii, K. Yoshizawa, Dr. P. Boullay, Dr. S. Le Tonquesse, Dr. C. Prestipino, Prof. B. Raveau, Prof. P. Lemoine, Dr. A. Paecklar, Dr. N. Barrier, Prof. X. Zhou, Prof. M. Yoshiya, Dr. K. Suekuni, Dr. E. Guilmeau, 13 September 2022, Angewandte Chemie International Edition.
DOI: 10.1002/anie.202210600

Funding: Agence Nationale de la Recherche, Horizon 2020 Framework Programme, Japan Society for the Promotion of Science

READ  Kesempatan yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk menyelidiki pengunjung antarbintang berikutnya dengan Teleskop Luar Angkasa Webb