سازماندهی نوین ترموالکتریک ارگانیک تولید برق در دمای اتاق با مواد فتالوسیانین, دستگاه ترموالکتریک ارگانیک جدید تولید انرژی در دمای اتاق گروهی از محققان ژاپنی در دانشگاه کیوشو موفق به طراحی و ساخت یک دستگاه ترموالکتریک مبتنی بر مواد ارگانیک شدهاند که قابلیت تولید برق در دمای محیط را دارد. این پیشرفت علمی گامی مهم در مسیر توسعه تکنولوژیهای انرژی تجدیدپذیر و پایدار محسوب میشود.

مکانیزم عملکرد دستگاههای ترموالکتریک سنتی و نوین دستگاههای ترموالکتریک معمول برای تبدیل گرما به انرژی الکتریکی به وجود اختلاف دما در دو طرف ماژول نیاز دارند. با این حال، نمونه جدید با بهرهگیری از ترکیبات ارگانیک پیشرفته، این محدودیت را از بین برده و قادر است حتی در شرایط یکنواخت حرارتیِ دمای اتاق نیز ولتاژ قابلقياسی تولید نماید.

مواد کلیدی فتالوسیانین مس و مشتق فلوریدهی آن پژوهشگران با تمرکز بر مولکولهایی که انتقال بار الکتریکی را بهصورت کارآمد انجام میدهند، دو ترکیب ارگانیک را به عنوان لایههای فعال شناسایی کردند فتالوسیانین مس و فتالوسیانین هگزادکافلوئورو مس.

معماری بهینهسازی شده لایهبهلایه سازماندهی نهایی دستگاه شامل یک لایه ۱۸۰ نانومتری از، یک لایه ۳۲۰ نانومتری از، یک پوشش ۲۰ نانومتری فلورن و یک لایه ۲۰ نانومتری BCP میباشد. این طراحی چندلایه، همسو کردن سطحهای هممرز و بهبود جدایی بارها را تضمین میکند.

عملکرد الکتریکی در شرایط دمای اتاق آزمایشهای توری نشان داد که دستگاه بهینهسازیشده ولتاژ مدارباز ۳۸۴ میلیولت، چگالی جریان مداربسته ۱.۱ میکروآمپر بر سانتیمتر مربع و حداکثر توان خروجی ۹۴ نانووات بر سانتیمتر مربع را تحویل میدهد. نکته مهم این است که تمامی پارامترها در دمای اتاق و بدون اعمال هیچ گرادیان دمایی اندازهگیری شدهاند.

افاق کاربرد و انتشار علمی این دستاورد نویدبخش توسعه نسل جدیدی از ژنراتورهای ترموالکتریک انعطافپذیر، سبک و کمهزینه است که میتوانند در الکترونیک پوشیدنی، سنسورهای اینترنت اشیاء و سیستمهای برداشت انرژی محیطی بکار روند. نتایج کامل تحقیق در ژورنال معتبر منتشر شده است.