Lämpösähköinen prosessi on lämmön suora muuttaminen sähköksi ja takaisin esineen lämmityksessä tai jäähdytyksessä. Lämpösähköisiä materiaaleja voidaan käyttää lämpötilan muutosten mittaamiseen, kohteen todellisen lämpötilan muuttamiseen ja sähkövarauksen tuottamiseen, jota voidaan käyttää tehon tuottamiseen. Vuonna 2011 termosähköiset materiaalit olivat liian tehottomia ollakseen hyödyllisiä, mutta autoinsinöörit yrittävät käyttää niitä kerätäkseen hukkaan menevää lämpöenergiaa ajoneuvosta ja muuttamaan sen käyttökelpoiseksi sähköksi. Tutkijat yrittävät lisätä lämpösähköisten materiaalien tehokkuutta tehdäkseen niistä taloudellisempia, jotta niitä voidaan käyttää halpojen ja tehokkaampien jääkaappien, ilmastointilaitteiden ja muiden jäähdytystä edellyttävien laitteiden luomiseen.
Lämpösähköisiä prosesseja esiintyy Peltierin vaikutuksen vuoksi, joka on eri puolijohteita sisältävien sähköpiirien vastakkaisten liittymien jäähdytys ja lämmitys. Lämpösähköisiä materiaaleja voidaan käyttää jäähdytyslaitteiden luomiseen tai jäähdytyksen tarjoamiseen. Yksi yleisimmistä nykyään käytetyistä lämpösähköisistä materiaaleista on vismuttitelluridi, kallis yhdiste, joka voi maksaa jopa 1,000 2,000 dollaria (14 266 dollaria/kg). Oikein valmistettuna tämä lämpösähköinen materiaali tuottaa luotettavia lämpötilanvaihteluja missä tahansa välillä 10-130 ° F (-XNUMX-XNUMX ° C). Lämpösähköiset järjestelmät toimivat luotettavasti ja tarkasti ilman tavanomaisten lämmitys-, jäähdytys- ja jäähdytysjärjestelmien melua ja ilman ympäristölle haitallisia kloorifluorihiilivetyjä (CFC).
Kansallinen ilmailu- ja avaruushallinto (NASA) on useiden vuosien ajan hyödyntänyt lämpösähköisten materiaalien voimaa avaruuden syvimpien alueiden avaruusluotaimien käyttämiseen niin kaukana auringosta, että aurinkopaneelit ovat hyödyttömiä. Prosessi sisältää ydinmateriaalin upottamisen radioisotoopin lämpögeneraattoriin, jossa säteilyhajoaminen tuottaa lämpöenergiaa, joka muutetaan sitten sähköksi koettimen virtalähteeksi. Tämä on sama prosessi, jota autoinsinöörit yrittävät hyödyntää auton moottorien pakokaasulämmöstä – lämmöstä, joka voidaan muuntaa sähköksi auton käyttämiseksi.
Lämpösähköisten materiaalien tutkimusta ja kehittämistä suorittaa Massachusetts Institute of Technologyn (MIT) Energy Frontier Research Center. Siellä tutkijat ja tutkijat ovat tehneet melko merkittäviä löytöjä, kuten lämpöhäiriön ja elektronisten rakenteiden kytkemisen äärelliseen lämpötilaan. Tämän alan nykyiset haasteet ovat uusien, vielä löytämättömien materiaalien tunnistaminen tai syntetisointi, joilla on tehokkaampia lämpösähköisiä ominaisuuksia. Tämän alan edistysaskeleet voivat mahdollistaa sellaisten materiaalien kehittämisen, jotka tuottavat sähköä hukkalämmöstä ja tarjoavat kestävän maailmanlaajuisen energiaratkaisun.