Nouveau générateur produit de l'électricité directement à partir de la chaleur
Un nouveau type de générateur thermoïonique qui transforme la chaleur ou de la lumière en énergie électrique a été développé par des chercheurs en Allemagne et aux États-Unis. Le nouveau design permet de surmonter le «problème de charge d'espace" qui sévit dans les tentatives précédentes à développer des dispositifs pratiques. Le dispositif est environ quatre fois plus efficace que les générateurs précédents et la nouvelle technologie pourrait trouver une utilisation dans une gamme d'applications, y compris l'énergie solaire et la récolte de la chaleur résiduelle.
Générateurs thermo convertissent la chaleur ou de la lumière en un courant électrique en utilisant la différence de température entre deux plaques métalliques qui sont séparés par un vide. La plaque "à chaud" est chauffée soit par la lumière incidente ou de la conduction thermique, ce qui amène les électrons à se évaporer à partir de sa surface. Ces électrons se condensent alors sur la surface de la plaque froide. Cela crée une différence de charge entre les deux plaques, ce qui peut conduire un courant électrique utilisable.
Parce qu'ils convertissent la chaleur ou de la lumière directement en énergie électrique, générateurs thermo ont un potentiel considérable pour des applications pratiques. Se il est utilisé dans les centrales électriques au charbon, par exemple, des convertisseurs thermioniques seraient, en principe, être plus efficace que des turbines à vapeur. Générateurs thermo-ioniques peuvent également être appliqués à une variété d'applications à faible température, comme la collecte de l'énergie solaire ou le recyclage de la chaleur résiduelle dans les moteurs de voitures.
Le problème de charge d'espace
Bien que ce potentiel pour la conversion d'énergie très efficace a été connu depuis la fin des années 1950, les applications pratiques ont été gravement limités par ce qu'on appelle le problème de charge d'espace. Pour plaques séparées par plus d'environ 3-5 um, la charge négative du «nuage» d'électrons qui se forme dans l'écart inhibe électrons ultérieures d'être émis par la plaque chauffante. Cela met effectivement un terme à l'écoulement des électrons entre les plaques. Tout en réduisant l'écart entre les plaques permettrait, faisant un générateur de plaques qui maintiennent une séparation de moins de 3 um à haute température est extrêmement difficile.