محققان هلند با استفاده از دو نقطه کوانتومی که با هم در برهمکنش هستند موفق به ارائه سیستم جدیدی برای تولید انرژی شدند. در این سیستم از پدیده ترموالکتریک استفاده شده است.
استفاده از برهمکنش دو نقطه کوانتومی برای ایجاد انرژی
محققان اخیرا نوع جدیدی از اثر ترموالکتریک را در یک سیستم مشاهده کردهاند که در آنها نقاط کوانتومی به صورت ظرفیتی با هم برهمکنش دارند. این ابزار میتواند برای تولید انرژی مورد استفاده قرار گرفته و همچنین برای توسعه نسل جدید موتورهای گرمایی نانومقیاس چندترمینالی مورد استفاده قرار گیرد.
هولگر تیرشمان از دانشگاه صنعتی دلفت در هلند میگوید: « بیشتر ادوات ترموالکتریک فعلی مبتنی بر سیستم اثر سیبک (Seeback) هستند که در آن هم گرما و هم بار توسط یک حامل (الکترون) منتقل میشود. یکی از مهمترین مشکلاتی که مانع از افزایش کارایی این سیستمها است همین ویژگی بوده که در نهایت مانع استفاده از ادوات ترموالکتریک در حوزههای مختلف میشود.»
تیرشمان میافزاید: « در این دستگاهی که ما ساختیم، موفق شدیم جفت شدن میان گرما و بار را حذف کنیم که این موجب بروز خواص جالب توجهی در این سیستم میشود.»
اولین ویژگی این سیستم آن است که از نظر الکتریکی نیاز نیست که مخزن گرما و مدار الکتریکی به هم مرتبط باشند. این جفت شدن ظرفیتی به قدری است که میتواند موجب جریان انرژی از نقطه گرم به سرد در این سیستمها شود. جریان انرژی میتواند به جریان بار میان دو مخزن سرد و گرم تبدیل شود و از آن برای کار مفید استفاده کرد.
جهتی که جریان بار در آن سمت اتفاق میافتد هیچ وابستگی به گرادیان دما ندارد بنابراین، محققان میتوانند با استفاده از اعمال ولتاژ خارجی به این سیستم، جهت جریان را کنترل کنند. این ویژگی بسیار جدید بوده و استفاده از آن در ادوات ترموالکتریک میتواند مسیرهای تازهای برای به کارگیری از این فناوری در حوزههای مختلف باز کند.
تیرشمان میگوید: « این سیستم ما از دو نقطه کوانتومی که به صورت ظرفیتی با هم برهمکنش دارند تشکیل شده است. یک نقطه به یک مخزن حاوی الکترون داغ متصل است و دیگری میتواند الکترونها را میان دو مخزن مبادله کند. این جایی است که جریان تشکیل میشود.»
نتایج این پروژه در نشریه Nature Nanotechnology منتشر شده است.
