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Saut d’efficacité pour les matériaux thermoélectrique

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Par publié le à 12h27

Saut d’efficacité pour les matériaux thermoélectrique

Un rendement de 15 %

Une équipe de chercheurs américains a établi un nouveau record d’efficacité pour un matériau thermoélectrique. Pour doper ses performances, les chercheurs ont introduit … du désordre dans sa structure.

Dégagée par votre ordinateur, le pot d’échappement de votre voiture, ou les procédés industriels, la chaleur est disponible partout. Pour exploiter cet immense gisement d’énergie, chercheurs et industriels font les yeux doux aux matériaux thermoélectriques. Ceux-ci ont la propriété de capter un différentiel de chaleur pour déplacer des électrons en leur sein, et délivrer ainsi un potentiel électrique. Mais ils demeurent peu performants : les dispositifs existants convertsissent à peine 7 % de la chaleur reçue en électricité.

Des chimistes de la Northwestern University viennent d’accomplir un pas important vers la mise au point de matériaux plus efficaces. Leurs travaux, publiés dans Nature le 19 septembre, dévoilent un composé produisant 20 % d’électricité supplémentaire par rapport aux records établis en laboratoire, hissant jusqu'à 15 % la conversion de chaleur en électricité. Mieux : celui-ci est constitué de tellure de plomb, un matériau moins rare que les alliages habituellement étudiés.

la clé du désordre

Leur secret est contre-intuitif : pour booster ses performances, les chercheurs ont  introduit du désordre dans la structure du matériau ! Parmi les réseaux d’atomes de plomb et de tellure bien rangés, ils ont saupoudré quelques "nano-grains" de sodium. Ces irrégularités améliorent la rétention de chaleur, ce qui accroît la production électrique.

Reste à garantir la stabilité du matériau. Le sodium est en effet connu pour sa forte réactivité à l’humidité de l’air. L’utilisation du plomb, très réglementée, peut aussi restreindre le champ des applications. Optimistes, les chercheurs envisagent les premières applications d’ici deux à trois ans.

Hugo leroux
 

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