Naučnici su pronašli pametan način da udvostruče učinkovitost termoelektričnih materijala — onih koji direktno pretvaraju toplotu u električnu energiju. Ključ uspjeha bio je u kombinovanju dvije različite tvari, koje imaju suprotna mehanička, ali slična elektronska svojstva.
Rezultat je hibridni materijal koji blokira prolaz toplote na mikroskopskim granicama između kristala, dok istovremeno omogućava nesmetan protok električne energije. Ovo otkriće otvara vrata jeftinijim i stabilnijim alternativama postojećim materijalima, posebno korisnim za napajanje uređaja u mreži tzv. „Interneta stvari”.
Istraživački tim na čelu s Fabianom Garmroudijem uspio je riješiti dugogodišnji problem — kako materijal da bude dobar provodnik struje, a loš provodnik toplote. Spojivši leguru željeza, vanadija, tantala i aluminija sa smjesom bizmuta i antimona, dobili su kompaktni materijal u kojem se različite rešetkaste strukture sudaraju na mikronivou.
Na tim granicama vibracije koje prenose toplotu bivaju zaustavljene, dok se električni naboji, zahvaljujući sličnim elektronskim osobinama ovih materijala, kreću nesmetano. Dodatnu prednost donosi i tzv. topološki izolator — faza materijala koja omogućava gotovo besprijekoran protok elektriciteta po površini.
Učinkovitost ovog hibridnog materijala povećana je za više od 100 posto u odnosu na dosadašnje standarde. Nova tehnologija bi mogla zamijeniti postojeće termoelektrične materijale na bazi bizmut-telurida, koji se koriste još od 1950-ih godina.
„Ovim smo napravili veliki korak ka razvoju termoelektričnih materijala koji su jeftiniji, stabilniji i spremni za široku primjenu,” istakao je Garmroudi.
