أعلنت شركة Alphabet لموارد الطاقة في مدينة كاليفورنيا أنها تُخطط للبدء بعمليات بيع نمطٍ جديد من المواد القادرة على تحويل الحرارة إلى كهرباء. بخلاف الأنماط السابقة من المواد الكهروحرارية Thermoelectric Materials، فهذه المادة تتميز بكونها مُتوافرة بكثرة، رخيصة، وغير سامة.
تتصف المواد الكهروحرارية بقابليتها على تحويل التغيّر بدرجات الحرارة إلى كهرباء، وذلك عبر استغلال جريان الالكترونات من منطقةٍ ساخنة لأخرى باردة، وبالتالي، فإن هذه المواد تستطيع استغلال الحرارة الضائعة مُشكلةً مصدراً للطاقة. إلا أن المادة الكهروحرارية الجيدة، لن تقوم بتوصل الكهرباء بشكلٍ فعال، إلا إذا كان نقل الحرارة عبر المادة فعال، وإلا، فإن الانتقال الحراري عبر المادة سيُصبح متعادل، وبالتالي لن يكون هنالك تغيّر حراري يمكن توليد الكهرباء عبره. مُعظم المواد التي تتصف بكونها جيدة الناقلية الكهربائية، تتصف أيضاً بأنها جيدة من حيث الناقلية الحرارية، وبالنسبة للمواد التي تمكّن العلماء من تطويرها لتكون مواداً كهروحرارية، فإنها غالباً ما تكون نادرة، مُكلفة، وسامة. الحل الجديد الذي توصلت إليه شكة Alphabet هو باستخدام معدن يظهر بشكلٍ طبيعي، والذي يتميز أيضاً بكونه أكثر كفاءة بالخواص الكهروحرارية من المواد الموجودة مسبقاً، وهو التيتراهدريت.
يقول البروفيسور علي شاكوري – بروفيسور هندسة الحواسيب والكهرباء بجامعة Purdue – بأن التيتراهدريت يمتلك أفقاً واعدة لأنه لا يتطلب عمليات التّصنيع المبدئية والمُكلفة، والتي تتطلبها المعادن الأخرى. ” أعتقد أن هذا الأمر سيكون فريداً من أجل المواد الكهروحرارية. ينظر الأشخاص للعديد من المواد، إلا أن نقطة البداية تكون دائماً مادة نقية قاموا جميعاً بتصنيعها “.
إن حقيقة أن المادة متوافرة بكثرة هو ميزة إضافية أخرى، فالمواد الأخرى مُشَكّلة من معادن نادرة جداً، مما يجعل إمكانية تصنيعها الكبير أمراً صعب التحقيق.
وفقاً للمعطيات التي نشرتها شركة Alphabet، فإن مادة التيتراهدريت تكلف حوالي 4 دولارات للكيلوغرام الواحد، في حين أن المواد الكهروحرارية الأخرى تكلف ما بين 24 إلى 146 دولار للكيلوغرام. تركز الشركة في الوقت الحالي على العمل مع شركات السيارات من أجل معرفة إذا كانت مادة التيتراهدريت قادرة على حصد الحرارة الناتجة عن عمل السيارات.
يقول مات سكولين – رئيس مجلس إدارة شركة Alphabet – أن المواد الكهروحرارية الأخرى قد حققت تقدماً مقداره 2.5% عندما تم استخدامها بالسيارات، إلا أنه يعتقد أن مادة التيتراهدريت تستطيع أن تحقق كفاءة مقدارها 5 وحتى 10%.
المصدر: موقع مجلة MIT Technology Review
