Fizik MADDE & ENERJİ TEKNOLOJİ

Termoelektrik Malzemeler

Mars Curiosity Robotu

Son yıllarda malzeme mühendisliğinin en önemli çalışmalarından birisi termoelektrik malzemelerdir. Termoelektrik, sıvı ve katı maddelerde ısı ile elektrik enerjisinin birbirine dönüşümünü inceleyen bilim dalıdır. Termoelektrik malzeme, güçlü ve uygun biçimde termoelektrik etki gösterir. Termoelektrik etki, ya sıcaklık farkının elektrik potansiyeli oluşturması ya da elektrik potansiyelinin sıcaklık farkına neden olması ile ilgili bir olaydır. Termoelektrik soğutma sistemde termoelektrik modül kullanılmaktadır. Termoelektrik modül n ve p tipi malzemeden oluşmaktadır. İki farklı yarıiletken malzemelerin kimyasal yöntemlerle birbirine birleştirilerek, oluşturulan devre üzerinden elektrik akımı geçirilmesiyle meydana gelen farklı sıcaklıklarda devrede aynı anda üç çeşit termoelektrik etki oluşur. Bu üç etki mucitlerin isimleri ile anılır bunlar; Seebeck, Peltier ve Thomson..

Seebeck etkisi: Sıcaklık farklarının, bir potansiyel fark oluşturmasıyla doğrudan elektrik enerjisine dönüşümüdür.

Peltier Etkisi: Seebeck etkisinin tersi şekilde bu sefer metallere elektrik akımı uyguladığında, metallerden birisinin ısındığını diğerinin ise soğuduğunu keşfetmiştir.

Thomson Etkisi: İletken uçlarının farklı sıcaklıkta tutulduğu bir durumda uygulanan akım yönüne bağlı olarak enerjinin iletken üzerinde absorbe edilmesi veya soğurulması olayına Thomson etkisi denir.

Termoelektrik etki, günümüzde tam olarak yaygınlaşmasa da inovatif yaklaşımlar ile çok farklı kullanım alanları bulmaktadır. Özellikle düşük enerjili cihazlarda şarj ve güç sağlama amaçlı kullanılmaktadır. Örneğin; vücut ısısıyla çalışan elektronik saatler, yemek masasındaki tabağın sıcaklığından telefon şarj edilmesi gibi çeşitli uygulama alanları mevcuttur. En önemli kullanımı ise Mars Curiosity keşif robotunda olmuştur.