Risultato di scattering anelastico di neutroni. Dati anelastici di scattering di neutroni S(Q, E) ottenuto su MnTe drogato con 3 a % Li ad ARCS, SNS, nella fase AFM (A) e nella fase PM (da B a D). Le bande Magnon visibili in (A) vengono trasformate in uno spettro di rilassamento paramagnon nella fase PM. La S(Q, E) ottenuto da HYSPEC nella fase AFM (E) rivela caratteristiche a bassa energia dello scattering magnon e lo pseudogap di ~0.6 meV a Q =0.92 Å−1. L'intera larghezza del paramagnon a metà massimo (FWHM) e durata (F) è ottenuta dagli accoppiamenti a una fetta in S(Q, PER ESEMPIO). I dati a 450 K sono stati raccolti su MnTe drogato con 0,3, 1, 3, e 5 a % Li:non si osserva alcuna dipendenza del FWHM (G) o della durata (F) con la concentrazione di Li. Credito: Progressi scientifici (2019). DOI:10.1126/sciadv.aat9461
Un team internazionale di scienziati ha scoperto come catturare il calore e trasformarlo in elettricità.
La scoperta, pubblicato la scorsa settimana sulla rivista Progressi scientifici , potrebbe creare una generazione di energia più efficiente dal calore in cose come gli scarichi delle automobili, sonde spaziali interplanetarie e processi industriali.
"A causa di questa scoperta, dovremmo essere in grado di ricavare più energia elettrica dal calore di quanto facciamo oggi, " ha detto il coautore dello studio Joseph Heremans, professore di ingegneria meccanica e aerospaziale e Ohio Eminent Scholar in Nanotechnology presso la Ohio State University. "È qualcosa che, fino ad ora, nessuno pensava fosse possibile".
La scoperta si basa su minuscole particelle chiamate paramagnon, bit che non sono proprio magneti, ma che trasportano un flusso magnetico. Questo è importante, perché i magneti, quando riscaldato, perdono la loro forza magnetica e diventano ciò che viene chiamato paramagnetico. Un flusso di magnetismo - ciò che gli scienziati chiamano "spin" - crea un tipo di energia chiamata termoelettricità a trascinamento magnon, qualcosa che, fino a questa scoperta, non può essere utilizzato per raccogliere energia a temperatura ambiente.
"La saggezza convenzionale una volta era che, se hai un paramagnete e lo riscaldi, non succede niente, " Heremans ha detto. "E abbiamo scoperto che non è vero. Abbiamo scoperto un nuovo modo di progettare semiconduttori termoelettrici, materiali che convertono il calore in elettricità. I termoelettrici convenzionali che abbiamo avuto negli ultimi 20 anni o giù di lì sono troppo inefficienti e ci danno troppo poca energia, quindi non sono molto diffusi. Questo cambia quella comprensione".
I magneti sono una parte cruciale della raccolta di energia dal calore:quando un lato di un magnete viene riscaldato, l'altro lato, il lato freddo, diventa più magnetico, producendo spin, che spinge gli elettroni nel magnete e crea elettricità.
Il paradosso, anche se, è che quando i magneti si riscaldano, perdono la maggior parte delle loro proprietà magnetiche, trasformandoli in paramagneti—"quasi ma non proprio magneti, " Heremans li chiama. Ciò significa che, fino a questa scoperta, nessuno pensava di usare i paramagneti per raccogliere calore perché gli scienziati pensavano che i paramagneti non fossero in grado di raccogliere energia.
Cosa ha scoperto il team di ricerca, anche se, è che i paramagnoni spingono gli elettroni solo per un miliardesimo di milionesimo di secondo, abbastanza a lungo da rendere i paramagneti validi raccoglitori di energia.
Il team di ricerca, un gruppo internazionale di scienziati dell'Ohio State, La North Carolina State University e l'Accademia cinese delle scienze (tutti sono autori uguali su questo articolo di giornale) hanno iniziato a testare i paramagnon per vedere se potevano, nelle giuste circostanze, produrre la rotazione necessaria.
Quello che hanno trovato, Heremans ha detto, è che i paramagnon fanno, infatti, produrre il tipo di spin che spinge gli elettroni.
E quello, Egli ha detto, potrebbe consentire di raccogliere energia.
