Thomas Seebeck osservato nel 1821 che, quando il calore è trasferito tra due oggetti, viene creato un campo elettromagnetico. Da allora, quel campo elettromagnetico è stato imbrigliato e convertita in energia elettrica con l'avvento dei generatori termoelettrici. Generatori termoelettrici hanno una vasta gamma di applicazioni in campi che vanno dagli elettrodomestici alla tecnologia spaziale. Anche se termoelettricità ha il potenziale di impatto notevolmente lo spreco di energia, limitazioni rimangono in termini di costi e di efficienza.
Impatto ambientale
Generatori termoelettrici sono particolarmente utili perché diventano un prodotto di scarto, sotto forma di calore, una risorsa utilizzabile sotto forma di elettricità. Generatori termoelettrici sono dispositivi a stato solido che forniscono un metodo per convertire il prodotto di scarto necessario di calore in una risorsa di energia riutilizzabile. Un numero enorme di macchine crea calore di scarto, dal vostro frigorifero domestico per impianti industriali di potenza. Energia termica è responsabile di quasi il 90 per cento della produzione mondiale di elettricità, ma le limitazioni dei risultati di efficienza di sistema esistenti in più della metà di quella energia di calore sprecato come "calore di scarto". Generatori termoelettrici sono al potenziale per ridurre la quantità di calore di scarto e, a loro volta, forniscono una fonte rinnovabile di energia elettrica.
Scalabilità
Maggior parte dei tipi di macchina motori esperienza scende in efficienza quando essi vengono ridotte dimensioni; generatori termoelettrici non si verificano gli stessi problemi di scalabilità. La scalabilità di generatori termoelettrici significa che possono essere applicate a un ambito più ampio di applicazioni rispetto ad altri tipi di motori. Generatori termoelettrici mantengono la loro efficienza nelle applicazioni piccole come uso domestico, come un riscaldatore di acqua e in applicazioni grandi come centrali elettriche e altre applicazioni industriali.
Efficienza e costi
Nel 2006, il dipartimento dell'energia degli Stati Uniti ha riferito che la maggior parte dei generatori termoelettrici disponibili in commercio operano a solo il 3 per cento di efficienza, un livello che tradotte in circa 30 $ per watt. In ordine per generatori termoelettrici essere competitivi nel mercato attuale, il costo per watt avrebbe bisogno di essere più vicino a $5, e l'efficienza avrebbe bisogno di aumentare di almeno il 15 per cento al 20 per cento. Dopo la relazione, la tecnologia sta avanzando verso questo obiettivo. Ad esempio, nel 2012, ingegneri di Michigan State e Northwestern University ha pubblicato un rapporto su un nuovo materiale che aumenterebbe l'efficienza di generatori termoelettrici a tra 15 e 20 per cento. Nel 2014, un articolo pubblicato in "Advanced Energy Materials" descrisse un processo in cui film termoelettrici sono stati manipolati per raddoppiare l'efficienza energetica di quasi il 30 per cento. Anche se queste strategie di aumento dell'efficienza sono promettenti per la generazione termoelettrica, rimasero in sviluppo e non erano in gran parte commercialmente disponibili a partire dal 2014.
Potenziali applicazioni
Generatori termoelettrici servono una gamma di applicazioni. Curiosità, il Mars rover, usi generatori termoelettrici per potenza e automobile molti produttori utilizzano o sperimentando la tecnologia per l'utilizzo in auto. Tuttavia, l'impatto di energia più grande fino ad ora impensabili per i generatori termoelettrici è nelle implementazioni di scala più grande in centrali elettriche e fabbriche, dove continuo in esecuzione di combustione motori spendono enormi quantità di calore disperso. I generatori devono ancora essere ampiamente applicato a questi potenziali più ampi, anche se gli avanzamenti in termini di efficienza sono incentivando la loro adozione nelle industrie manufatturiere.