محققان موفق به تولید ماده‌ای شده‌اند که با آن می‌توان گرما تولید شده در یک فرآیند را به‌جای هدر رفتن تبدیل به الکتریسیته کرد. برای این کار به اکسید روی، مقداری آلومینیوم اضافه کرده و آن را در آون قرار می‌دهند.
تولید ماده‌ای برای تبدیل گرما به الکتریسیته
در تمام دستگاه‌های الکترونیکی و فرآیندهای صنعتی، از حرکت خودروها و پرواز هواپیماها گرفته تا مولدهای انرژی، در هنگام کار مقادیری گرما به‌عنوان محصول جانبی تولید می‌شود. پژوهشگران موسسه پلی تکنیک رنسلر موفق شدند نانومواد ترموالکتریک ورقه‌ای با ابعاد بزرگ تولید کنند. نتیجه کار این گروه تحقیقاتی می‌تواند منجر به روش‌هایی شود که با آن گرمای هدر رفته در دستگاه تبدیل به‌کار مفید شود. برای این کار آلومینیوم را در کوره‌های ماکروویو قرار می‌هند.
برای تبدیل گرما به الکتریسیته، باید از ماده‌ای استفاده کرد که رسانای الکتریکی بسیار خوب باشد اما نسبت به گرما عایق باشد. یکی از بهترین گزینه‌ها، اکسید روی است. این ماده غیر سمی، ارزان بوده و همچنین نقطه ذوب بالایی دارد. در حال حاضر روش‌های نانومهندسی مختلفی برای افزایش هدایت الکتریکی این ماده وجود دارد اما مشکل این ماده آن است که هدایت گرمایی آن نیز بالا است، این موضوع مانعی بر سر استفاده از آن در تبدیل گرما به الکتریسیته است.
از آنجایی که هدایت الکتریکی و گرمایی دو ویژگی مرتبط به‌هم است، بنابراین به‌سختی بتوان یکی از این دو را کاهش داد بدون این که دیگری تغییر کند.
با این حال محققان رنسلر با همکاری پژوهشگرانی از دانشگاه ولنگان، موفق شدند روشی ارائه کنند که با استفاده از آن می‌توان هدایت گرمایی اکسید روی را کاهش داد ولی هدایت الکتریکی آن تغییر نکند. برای این کار آنها مقادیر کمی آلومینیوم به اکسید روی اضافه کردند و آن را درون آون ماکروویو قرار دادند.
این روش مسیرهای تازه‌ای به‌سوی استفاده از فناوری‌های جمع‌آوری گرما و تبدیل آن به الکتریسیته در خودروها، هواپیماها و دیگر سیستم‌ها باز می‌کند. رامان، از ابداع کنندگان این روش، می‌گوید گرمای تولید شده در فرآیندها موضوع بسیار جالبی است، ما می‌توانیم این گرما را در خودروها و دیگر سیستم‌ها تبدیل به الکتریسیته کنیم. با این کار ما می‌توانیم بهره فرآیندها را افزایش دهیم و همچنین می‌توان مصرف سوخت‌های فسیلی را کاهش داد. این برای اولین بار است که خاصیت ترموالکتریک مورد دلخواه در مواد توده‌ای به اثبات می‌رسد و ما فکر می‌کنیم که با این کشف مسیر تبدیل گرما به الکتریسیته هموار می‌شود.
نتیجه این مطالعه در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Al-Doped Zinc Oxide Nanocomposites with Enhanced Thermoelectric Properties در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.
