Nieuw pyro-elektrisch record gevestigd

Onderzoekers van het Georgia Institute of Technology hebben uit een verwarming van 0,2 graden Celsius per seconde tot een temperatuurverschil van 45 graden een spanning van 22 V en een piekstroom van 430 nA weten te genereren. Dat is vele malen hoger dan toe nu toe lukte op basis van het zogenaamde pyro-elektrisch effect.

Er zijn verschillende manieren waarop materialen warmte in elektrische energie kunnen omzetten. De bekendste berust op het thermo-elektrische effect, waarbij een verschil in temperaturen aan twee uiteinden van een halfgeleider verschillen in de lokale beweeglijkheid van ladingsdragers induceert, en zodoende een netto stroompje van de ene kant naar de andere. Hiervoor moet het temperatuurverschil tussen beide uiteinden in stand worden gehouden, omdat het systeem anders naar thermodynamisch evenwicht beweegt.

Het pyro-elektrisch effect treedt op wanneer de temperatuur uniform verdeeld is, maar verandert in de tijd. Door de temperatuurswisseling verandert de polarisatie in het kristalrooster van een pyro-elektrisch materiaal, waardoor er zich een spanning opbouwt. Zolang het temperatuursverschil zich opbouwt, loopt er daarom een stroompje.