أخبار ar.wedoany.com، طوّر باحثون في جامعة بوسانغ للعلوم والتكنولوجيا (POSTECH) في كوريا الجنوبية تقنية تتيح تحسين كفاءة تحويل الحرارة إلى كهرباء بشكل ملحوظ دون الحاجة إلى استخدام مواد نادرة ومكلفة. يعتمد جوهر هذه التقنية على استخدام أنابيب نانوية سيليكونية مجوفة بدلاً من الأسلاك النانوية السيليكونية الصلبة التقليدية، حيث يعمل الهيكل المجوف على الاحتفاظ بالحرارة بشكل أكثر فعالية.
أظهرت النتائج التجريبية أن الموصلية الحرارية للأنابيب النانوية السيليكونية المجوفة انخفضت بنسبة 70% مقارنة بالهياكل الصلبة. كما بلغ الانخفاض في الموصلية الحرارية حوالي 33% عند تساوي مساحة السطح.
يكمن مفتاح هذا التحسن في الأداء في تأثير توطين الفونونات. الفونونات هي جسيمات شبه مسؤولة عن نقل الحرارة في المواد الصلبة، وفي هيكل الأنابيب النانوية المجوفة، يتم "حبس" جزء من الطاقة الحرارية داخل الهيكل، مما يبطئ بشكل كبير من سرعة تبديدها. كان يُعتقد سابقاً أن تحقيق هذا التأثير في درجة حرارة الغرفة ضمن هياكل بسيطة أمر صعب، لكن الباحثين نجحوا في تحقيقه في درجة حرارة الغرفة من خلال تصميم بسيط نسبياً.
تتمثل الميزة الرئيسية لهذه التقنية في استخدام السيليكون العادي بدلاً من العناصر النادرة مثل البزموت والتيلوريوم، والتي تُستخدم تقليدياً في الأنظمة الحرارية الكهربائية، وتتميز بتكلفتها العالية ومحدودية توفرها. يعتقد مؤلفو الدراسة أن توافق هذه التقنية مع تقنيات تصنيع الرقائق الحالية قد يُسرّع من اعتماد هذه الحلول، ويدفع نحو تطوير أجهزة قادرة على تحويل الحرارة "المهدرة" إلى طاقة كهربائية مفيدة. مع استمرار نمو استهلاك الطاقة في مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي، والمركبات الكهربائية، والإنتاج الصناعي، قد تحظى هذه التقنية بطلب تطبيقي مرتفع.
تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com
