Resultado de espalhamento inelástico de nêutrons. Dados de espalhamento de nêutrons inelásticos S (Q, E) obtido em MnTe dopado com 3 em% de Li em ARCS, SNS, na fase AFM (A) e na fase PM (B a D). As bandas de magnons visíveis em (A) são transformadas em um espectro de relaxamento de paramagnon na fase PM. O S (Q, E) obtido em HYSPEC na fase AFM (E) revela características de baixa energia do espalhamento do magnon e o pseudogap de ~ 0,6 meV em Q =0,92 Å − 1. A largura total do paramagnon na metade do máximo (FWHM) e a vida útil (F) é obtida a partir de ajustes a uma fatia em S (Q, POR EXEMPLO). Os dados a 450 K foram coletados em MnTe dopado com 0,3, 1, 3, e 5 em% Li:Nenhuma dependência do FWHM (G) ou do tempo de vida (F) é observada com a concentração de Li. Crédito: Avanços da Ciência (2019). DOI:10.1126 / sciadv.aat9461
Uma equipe internacional de cientistas descobriu como capturar calor e transformá-lo em eletricidade.
A descoberta, publicado na semana passada no jornal Avanços da Ciência , poderia criar geração de energia mais eficiente a partir do calor em coisas como escapamento de automóveis, sondas espaciais interplanetárias e processos industriais.
"Por causa dessa descoberta, devemos ser capazes de produzir mais energia elétrica com o calor do que fazemos hoje, "disse o co-autor do estudo Joseph Heremans, professor de engenharia mecânica e aeroespacial e Ohio Eminent Scholar em Nanotecnologia na The Ohio State University. "É algo que, até agora, ninguém pensava que era possível. "
A descoberta é baseada em pequenas partículas chamadas paramagnons - bits que não são exatamente ímãs, mas isso carrega algum fluxo magnético. Isso é importante, porque ímãs, quando aquecido, perdem sua força magnética e se tornam o que é chamado de paramagnético. Um fluxo de magnetismo - o que os cientistas chamam de "spins" - cria um tipo de energia chamada termoeletricidade magnon-drag, algo que, até esta descoberta, não pode ser usado para coletar energia em temperatura ambiente.
"A sabedoria convencional já foi que, se você tem um paramagneto e o aquece, nada acontece, "Heremans disse." E descobrimos que isso não é verdade. O que descobrimos é uma nova maneira de projetar semicondutores termoelétricos - materiais que convertem calor em eletricidade. Termelétricas convencionais que tivemos nos últimos 20 anos ou mais são muito ineficientes e nos fornecem muito pouca energia, portanto, eles não estão realmente em uso generalizado. Isso muda esse entendimento. "
Os ímãs são uma parte crucial da coleta de energia do calor:quando um lado de um ímã é aquecido, o outro lado - o lado frio - fica mais magnético, produzindo spin, que empurra os elétrons no ímã e cria eletricidade.
O paradoxo, no entanto, é que quando os ímãs esquentam, eles perdem a maior parte de suas propriedades magnéticas, transformando-os em paramagnetos - "quase-mas-não-exatamente ímãs, "Heremans os chama. Isso significa que, até esta descoberta, ninguém pensou em usar paramagnetos para coletar calor porque os cientistas pensaram que os paramagnetos não eram capazes de coletar energia.
O que a equipe de pesquisa descobriu, no entanto, é que os paramagnons empurram os elétrons apenas por um bilionésimo de milionésimo de segundo - tempo suficiente para tornar os paramagnetos coletores de energia viáveis.
A equipe de pesquisa - um grupo internacional de cientistas do estado de Ohio, North Carolina State University e a Chinese Academy of Sciences (todos são autores iguais neste artigo de jornal) - começaram a testar paramagnons para ver se podiam, sob as circunstâncias certas, produzir a rotação necessária.
O que eles encontraram, Heremans disse, é que paramagnons fazem, na verdade, produzem o tipo de spin que empurra os elétrons.
E essa, ele disse, poderia tornar possível coletar energia.
