താപനിലാ വ്യത്യാസത്തെ നേരിട്ട് വൈദ്യുത വോള്ട്ടേജ് ആയി മാറ്റുന്ന (അതു പോലെ തിരിച്ചും) ഉപകരണങ്ങളേയോ വസ്തുക്കളേയൊ ആണ് Thermoelectric (TE) എന്ന് വിളിക്കുന്നത്. ചിലവസ്തുക്കളെ ചൂടാക്കിയാല് വൈദ്യുത വോള്ട്ടേജ് ഉണ്ടാക്കുന്നു എന്നതാണ് ഇതിന്റെ തത്വം. അവയില് വോള്ട്ടേജ് ഉണ്ടാക്കിയാല് ഒരു വശം ചൂടാകുകയും മറുവശം തണുക്കുകയും ചെയ്യും. പ്രധാനമായും അര്ത്ഥചാലകങ്ങളിലും മറ്റു പല വസ്തുക്കളിലും ഈ സ്വഭാവം കാണാം.
വൈദ്യുതോര്ജ്ജ ഉത്പാദന രംഗത്ത് ധാരാളം ഊര്ജ്ജം താപമായി നഷ്ടപ്പെടുന്നുണ്ട്. അമേരിക്കയില് ഇപ്രകാരം നഷ്ടപ്പെടുന്ന ഊര്ജ്ജം ജപ്പാന് മൊത്തത്തില് ഉപയോഗിക്കുന്ന ഊര്ജ്ജത്തിന് തുല്യമാണ്. ചെറു എഞ്ജിനുകള് നഷ്ടമാക്കുന്ന താപത്തിന്റെ കണക്ക് ഉള്പ്പെടുത്താതെയാണിത്. കാര് എഞ്ജിന് ഇന്ധനത്തിന്റെ ഊര്ജ്ജത്തിന്റെ 80% ല് അധികം താപമായി നഷ്ടപ്പെടുത്തുന്നു.
ഫോട്ടോവോള്ടേയിക് സെല്ലുകളുടെ ദക്ഷത കൂട്ടാനും TE വസ്തുക്കള് സഹായിക്കും. സൂര്യ പ്രകാശത്തിലെ ചൂടിന്റെ ഒരംശം ഇതുപയോഗിച്ച് വൈദ്യുതിയാക്കാം. ഇതിനുപകരിക്കുന്ന ചിലവ് കുറഞ്ഞ ശരിയായ പദാര്ത്ഥത്തെ കണ്ടെത്തുകയാണ് പ്രധാന ജോലി.
TE വസ്തുക്കള്ക്ക് ഒരു വലിയ കുഴപ്പമുണ്ട്, അവക്ക് ദക്ഷത കുറവാണ്. ദക്ഷത കൂട്ടണമെങ്കില് അവക്ക് വൈദ്യുതി ചാലകത കൂടിയും താപ ചാലകത കുറഞ്ഞുമിരിക്കണം. അതുമൂലം വേഗം തുല്യ താപനിലയിലെത്താതെ ഇതിന്റെ ഒരു വശം ചൂടായിരിക്കുമ്പോള് മറ്റേ വശം തണുത്തുമിരിക്കും. എന്നാല് ഇന്നുള്ള മിക്ക TE വസ്തുക്കള്ക്കും തുല്യ താപ, വൈദ്യുത ചാലക ശക്തിയാണുള്ളത്. വ്യത്യസ്ഥ ചാലകത ലഭിക്കാനാഗി ഗവേഷകര് പരിശ്രമിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്.
പ്രത്യേക പാറ്റേണില് കൃത്രിമമായി നിര്മ്മിച്ചെടുക്കുന്ന അര്ദ്ധചാലകങ്ങള് വസ്തുക്കളില് വ്യത്യസ്ഥ സ്വഭാവം കൊണ്ടുവരാന് സഹായിക്കുമെന്ന് Dresselhaus പറയുന്നു. നാനോ കണികകളോ, വയറുകളോ മറ്റ് പദാര്ത്ഥങ്ങളില് നിക്ഷേപിച്ച് താപ, വൈദ്യുത ചാലക ശക്തി വ്യത്യാസപ്പെടുത്താനാവും.
“TE ഉപകരണങ്ങള് solid-state താപ എഞ്ജിനുകളാണ്. രണ്ട് ഫോസ് ദ്രാവകങ്ങളുപയോഗിക്കുന്ന, R-134A, ശീതീകരണിയില് നിന്ന് വ്യത്യസ്ഥമായി TE ഉപകരണങ്ങള് ഇലക്ട്രോണുകളേയാണ് working fluid ആയി ഉപയോഗിക്കുന്നത്.”
– from climateprogress
