Door een veelgebruikt thermo-elektrisch materiaal in nanodeeltjes op te splitsen, hopen onderzoekers op korte termijn de energie- en warmte-eigenschappen van halfgeleiders te verbeteren.
Onderzoekers van het MIT en Boston College zijn erin geslaagd de efficiëntie van het thermo-elektrisch effect in een veelgebruikte legering te vergroten. Het verschijnsel zorgt in bepaalde materialen voor de omzetting van elektriciteit in warmte en vice versa. Het nadeel van materialen die het thermo-elektrisch effect vertonen, is echter dat ze niet alleen goed elektriciteit, maar ook warmte geleiden. Het voor het thermo-elektrisch effect benodigde warmteverschil binnen thermo-elektrische materialen is daarmee vaak snel verdwenen. De onderzoekers hebben echter met nanostructuren een oplossing voor het probleem gevonden, die ook nog eens goedkoop zou zijn.
De wetenschappers van beide universiteiten maakten voor hun oplossing gebruik van een legering van bismut, antimoon en tellurium en slaagden erin de thermo-elektrische efficiëntie van dit materiaal met veertig procent te verhogen. De winst werd gerealiseerd door de standaardlegering in nanodeeltjes op te breken en vervolgens van de nanodeeltjes weer reguliere thermo-elektrische structuren te bouwen. De nanodeeltjes zouden de vrije doorgang van fononen of 'quantumwarmtedeeltjes' belemmeren, terwijl de elektronen vrijelijk kunnen bewegen. Niet alleen zouden de nanostructuren, die minuscule koelers en elektriciteitsgeneratoren vormen, goedkoop te produceren zijn, zij zouden ook op relatief korte termijn ingezet kunnen worden.