174 évvel ezelőtt egy merész jóslat született, amely most végre valóra vált: a tudósok sikeresen bizonyították be egy olyan jelenség létezését, amely forradalmasíthatja a hűtési és fűtési rendszereket.
Japán kutatóknak sikerült először bebizonyítaniuk, hogy a mágneses tér megváltoztatásával szabályozni lehet a hűtést és a fűtést.
A hő és az elektromosság kölcsönhatásának tudományos ismerete és vizsgálata a 19. századra nyúlik vissza. A tudósok akkoriban csak feltételezni tudták - bizonyítani viszont nem -, hogy létezik egy úgynevezett transzverzális Thomson-hatás. A kutatóknak azóta sem sikerült a tézist kísérletekkel alátámasztani, egészen mostanáig: Japán kutatóknak elsőként sikerült megfigyelniük a transzverzális Thomson-hatást - egy termoelektromos jelenséget, amely lehetővé teszi a fűtési és hűtési áramlások irányának szabályozását a mágneses tér irányának megváltoztatásával.
Miért is fontos a felfedezések világában a hasznosság? Képzeljünk el egy innovatív megoldást, amely lehetővé teszi, hogy egyetlen eszköz hatékonyan váltogassa a hűtést és fűtést, mindezt csupán a mágneses mező módosításával. Ezzel a megközelítéssel elkerülhetjük a különálló hűtő- és fűtőberendezések szükségességét. Bár léteznek már olyan rendszerek, mint a Peltier-hűtő, amelyek az áram irányának megváltoztatásával működnek, ez a módszer sokkal bonyolultabb, és nem biztosítja azt az egyszerűséget, amelyet az új technológia ígér. Az Interesting Engineering szaklap is felhívja a figyelmet erre a potenciálisan forradalmi találmányra.
A Nature Physics tudományos folyóiratban megjelent új tanulmány szerzői, a Tokiói Egyetem és a Nagojai Egyetem kutatói, egy izgalmas felfedezést tettek: sikerült világosan megkülönböztetni a hagyományos és a transzverzális Thomson-effektusok közötti lényeges eltéréseket a kísérleteik során.
Bár több tényező is akadályozta a kutatók munkáját, végül sikerült előrelépést elérniük egy különleges félfémes, bizmut- és antimon alapú vezető alkalmazásával. Ez az anyag részben választ ad arra, hogy miért nem tudták korábban bizonyítani a jelenség létezését. A szakértők választása erre a komponensre nem véletlen, hiszen szobahőmérsékleten kiemelkedő Nernst-effektust mutatott. A Nernst-effektus lényege, hogy amikor egy fémből készült csíkot merőleges mágneses térbe helyeznek, a hőmérséklet-különbség hatására elektromos feszültség-különbség alakul ki az élek között.
A kutatók egy BiSb alapú lemezen figyelték meg a hőmérsékleti változásokat, miközben az elektromos áram és a mágneses mező merőleges irányban hatott egymásra. Az anyag hőmérsékleti eloszlásának nyomon követésére infravörös kamerát alkalmaztak. Megdöbbentő felfedezésként azt tapasztalták, hogy a mágneses tér irányának módosításával képesek váltakozni a fűtés és a hűtés folyamatai. Ez az eredmény izgalmas lehetőségeket nyit meg a jövő transzverzális termoelektromos hűtőberendezéseinek teljesítményének javítására.
A kutatók jelenleg újabb anyagokat vizsgálnak, amelyek segítségével előidézhető a fent említett jelenség.
