Para saintis telah membangunkan bahan yang sesuai untuk digunakan dalam penjana termo-elektrik berdasarkan 'kesan Nernst anomali (ANE)' yang meningkatkan manifold kecekapan penjanaan voltan. Peranti ini boleh dipakai dengan selesa dalam bentuk dan saiz yang fleksibel untuk menggerakkan alat kecil, sekali gus menggantikan bateri.
Kesan termo-elektrik melibatkan penukaran antara tenaga haba dan elektrik; dipanggil kesan Seebeck, apabila haba ditukar kepada potensi elektrik pada persimpangan dua logam yang tidak serupa dan, sebaliknya dipanggil kesan Peltier, iaitu penukaran potensi elektrik kepada penjanaan haba.
Haba adalah banyak, dan kadang-kadang menjadi sisa, yang boleh dituai untuk menggerakkan peranti elektrik. Terdapat banyak usaha pada masa lalu untuk membangunkan teknologi yang berdaya maju secara komersial untuk menuai haba. Yang berdasarkan kesan Seebeck tidak dapat melihat cahaya hari kerana beberapa batasan.
Fenomena yang kurang dikenali dipanggil Kesan Nernst Anomali (ANE), iaitu aplikasi kecerunan suhu dalam bahan magnet menjana voltan elektrik berserenjang dengan aliran haba dan juga telah digunakan pada masa lalu untuk menuai haba dan penukarannya kepada elektrik. Walau bagaimanapun, potensinya telah terhad kerana kekurangan bahan tidak toksik, mudah didapati dan murah yang sesuai.
Pencarian untuk bahan yang betul ini nampaknya berakhir sekarang! Para penyelidik baru-baru ini melaporkan membuat aloi yang tidak toksik, mudah didapati, murah dan cukup mudah ditempa untuk dijadikan filem nipis untuk memenuhi keperluan. Menggunakan proses doping, penyelidik membuat Fe3Al atau FE3Ga (75% besi dan 25% aluminium atau galium). Apabila bahan ini digunakan, voltan yang dihasilkan telah meningkat 20 kali ganda.
Bahan yang baru dibangunkan ini nampaknya sangat menjanjikan dan boleh digunakan untuk mereka bentuk bahan nipis dan fleksibel yang mampu menuai buang haba cekap untuk menukar kepada voltan elektrik, cukup untuk kuasa peranti kecil.
Penemuan bahan ini yang tepat dari segi sifat, boleh dilakukan kerana ketersediaan teknologi pengiraan berangka automatik yang berkelajuan tinggi, dengan berkesan mengatasi batasan kaedah pembangunan bahan dahulu berdasarkan 'pengulangan' dan 'pemurnian'. .
***
Sumber:
1. Universiti Tokyo 2020. Siaran akhbar. Elemen yang banyak untuk menggerakkan peranti kecil. Penjana nipis berasaskan besi menggunakan haba buangan untuk membekalkan sejumlah kecil kuasa. Disiarkan pada 28 April 28, 2020. Tersedia dalam talian di https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00106.html Diakses pada 08 Mei 2020.
2. Sakai, A., Minami, S., Koretsune, T. et al. Ferromagnet binari berasaskan besi untuk penukaran termoelektrik melintang. Alam 581, 53–57 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2230-z
***
