初期の20世紀の中で、私達はずっとエネルギー危機と環境の負担に関心を持っています。その中で、地球温暖化と限られた資源は最も注目されています。熱電セラミックスは，エネルギー発生器と熱電収集における潜在的用途のために，ますます多くの研究を受けている。
熱電材料
熱電材料は廃熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。熱電装置の性能は，使用した材料の種類と高温での熱安定性に依存した。
それらは高い電気伝導率と低い熱伝導率を必要とし，温度勾配を維持しなければならない。それらは熱電効果を堅固または便利な形で示した。
熱電効果とは以下の現象を指します。
- 1.温度差は電位を引き起こし、セベック効果と呼ぶ。
- 2.電位が温度差を引き起こすことがあります。パーキチン効果といいます。
現在，リキックス応用における冷却と加熱は熱電システムに用いられており，熱電材料も余熱再生電力を利用する手段として検討されている。
熱電セラミックは熱電発電機のようなエネルギー変換技術に極めて重要である。それらのモジュールはバルク酸化物，発泡材料，コバルト酸カルシウム及びカルシウムsaマンガン酸化物から構成される。その開放多孔質泡構造は，それらが大きな表面積を持つことを意味し，自身と熱媒体との物理的接触を増大させ，それを効率的な発電機にすることができる。それらの構造はまた，気体及び液体媒質を含む廃熱源のための効率的な熱電モジュールを設計することができる。
熱電収集によるエネルギー生成
近年、人々は熱電収集によるエネルギー生成の新しい応用にますます注目しており、この傾向は熱電収集器市場全体に続き、2022年には7.5億ドルに達すると予想されている。研究者は酸化物陶磁器を最適化する方法を探しています。彼らに省エネの潜在力を十分に発揮させます。
現在の重点は高温のp型とn型セラミックス酸化物熱電材料の開発であり，これはドーピングによって電気伝導率を増加させ，構造空隙率を導入することによって熱伝導率を低下させるであろう。
熱電リサイクル技術はエネルギー生産性と効率を高めることによって運営コストの低減を助けることができる。しかし，現在の熱電材料に存在する問題は，それらが約300℃の温度で効率的に動作できないことである。理想的には700°Cから1000°Cの間でエネルギーを捕獲する必要があるが，これらの温度で材料やシステムが崩壊し始める。
熱電セラミックスによるエネルギー収集の市場には自動車の廃熱回収、消費、工業応用、軍事および航空宇宙応用が含まれる。
セラミックの重要性
15%の燃料エネルギーだけが車の運転やエアコンなどの有用な部品の運転に使われると推定されています。ピーク燃焼中に発生したエネルギーの約75%は熱として排気及びエンジン冷却液中で損失した。多くの自動車会社は、フォルクスワーゲン、フォード、BMWをはじめ、米航空宇宙局など、内部で熱電廃棄物回収システムを開発しており、燃料経済性を改善する可能性がある。この技術は国家の炭素足跡を減らし、自動車の効率を高め、未開発の潜在力を十分に活用することに役立つ。
消費類の応用は炊事や暖房の時にエネルギーを節約することと関係があるかもしれませんが、工業応用は製造過程で発生した廃熱を利用するかもしれません。そうでないと、これらの廃熱は失われます。
数十年来、軍事・航空宇宙産業は熱電研究を支持しており、宇宙探査機や衛星の中で放射性熱電発生器を利用している。
この技術が十分に発展すると、工業過程で高温と自動車の燃焼中に発生した浪費したエネルギーを再び捕獲する大きな機会をもたらすかもしれない。それは1つの国家の自動車の燃費を10%以上減らすことができると予想して、毎日210万バレルの原油を減らすことに相当します。先進的なセラミック材料を用いて収集した新しい熱電システムが有望に見える。
