Ένα μήλο διέλυσε τις σκέψεις του Νεύτωνα για την παγκόσμια βαρύτητα. Τότε, ποιος βρήκε το κλειδί για να ξεκλειδώσει τον κόσμο της θερμοηλεκτρικής ενέργειας; Ας μπούμε στην ιστορία ανάπτυξης τουTECκαι τον κόσμο της θερμοηλεκτρικής ενέργειας.
Ανάμεσα σε τόσους πολλούς διάσημους ανθρώπους στη σύντομη ιστορία του θερμοηλεκτρικού πεδίου, υπάρχει ένα άτομο που δεν μπορούμε να αποφύγουμε - τον Thomas John Seebeck. Λοιπόν, τι ακριβώς έκανε που μας κάνει τους θερμοηλεκτρικούς να τον θυμόμαστε;
Ο Thomas Johann Seebeck (γερμανικά: Thomas Johann Seebeck, 9 Απριλίου 1770 - 10 Δεκεμβρίου 1831) γεννήθηκε στο Ταλίν το 1770 (τότε μέρος της Ανατολικής Πρωσίας και τώρα πρωτεύουσα της Εσθονίας). Ο πατέρας του Seebeck ήταν Γερμανός σουηδικής καταγωγής. Ίσως για αυτόν τον λόγο, ενθάρρυνε τον γιο του να σπουδάσει ιατρική στο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου και στο Πανεπιστήμιο του Γκότινγκεν, όπου είχε σπουδάσει κάποτε. Το 1802, ο Seebeck απέκτησε πτυχίο ιατρικής. Επειδή η κατεύθυνση που επέλεξε ήταν η φυσική στην πειραματική ιατρική και πέρασε το μεγαλύτερο μέρος της ζωής του ασχολούμενος με την εκπαίδευση και την έρευνα στη φυσική, θεωρείται γενικά φυσικός.
Το 1821, ο Seebeck συνέδεσε δύο διαφορετικά μεταλλικά καλώδια για να σχηματίσουν ένα κύκλωμα ηλεκτρικού ρεύματος. Συνέδεσε δύο καλώδια από άκρη σε άκρη για να σχηματίσει έναν κόμβο. Ξαφνικά, ανακάλυψε ότι εάν ένας από τους κόμβους θερμανόταν σε πολύ υψηλή θερμοκρασία ενώ ο άλλος διατηρούνταν σε χαμηλή θερμοκρασία, θα υπήρχε ένα μαγνητικό πεδίο γύρω από το κύκλωμα. Απλώς δεν μπορούσε να πιστέψει ότι όταν εφαρμοστεί θερμότητα σε μια διασταύρωση που σχηματίζεται από δύο μέταλλα, θα παράγεται ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό θα μπορούσε να εξηγηθεί μόνο από το θερμομαγνητικό ρεύμα ή το θερμομαγνητικό φαινόμενο. Τα επόμενα δύο χρόνια (1822-1823), ο Seebeck ανέφερε τις συνεχείς παρατηρήσεις του στην Πρωσική Επιστημονική Εταιρεία, περιγράφοντας αυτή την ανακάλυψη ως «μαγνήτιση μετάλλων που προκαλείται από διαφορές θερμοκρασίας».
Ο Seebeck ανακάλυψε πράγματι το θερμοηλεκτρικό φαινόμενο, αλλά έκανε μια λανθασμένη εξήγηση: ο λόγος για το μαγνητικό πεδίο που δημιουργήθηκε γύρω από το σύρμα ήταν ότι η διαβάθμιση θερμοκρασίας μαγνήτιζε το μέταλλο προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, παρά ο σχηματισμός ηλεκτρικού ρεύματος. Η επιστημονική εταιρεία πιστεύει ότι αυτό το φαινόμενο οφείλεται στη διαβάθμιση θερμοκρασίας που προκαλεί ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο με τη σειρά του δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο γύρω από το καλώδιο. Ο Ζίμπεκ ήταν πολύ θυμωμένος με μια τέτοια εξήγηση. Απάντησε ότι τα μάτια των επιστημόνων είχαν τυφλωθεί από την εμπειρία του Oersted (του πρωτοπόρου του ηλεκτρομαγνητισμού), έτσι μπορούσαν να το εξηγήσουν μόνο με τη θεωρία ότι "τα μαγνητικά πεδία παράγονται από ηλεκτρικό ρεύμα" και δεν σκέφτηκαν άλλες εξηγήσεις. Ωστόσο, ο ίδιος ο Seebeck δυσκολεύτηκε να εξηγήσει το γεγονός ότι εάν το κύκλωμα διακόπηκε, η διαβάθμιση θερμοκρασίας δεν δημιουργούσε μαγνητικό πεδίο γύρω από το καλώδιο. Μόλις το 1823 ο Δανός φυσικός Oersted επεσήμανε ότι αυτό ήταν ένα φαινόμενο θερμοηλεκτρικής μετατροπής και έτσι ονομάστηκε επίσημα. Έτσι γεννήθηκε το φαινόμενο Seebeck. Αυτή η αναθεώρηση αντανακλά τη σημασία της συλλογικής επαλήθευσης εντός της επιστημονικής κοινότητας.
Αφού διαβάσετε την ιστορία, εδώ είναι το βασικό σημείο!
Ε: Τι είναι το φαινόμενο Seebeck;
Α: Φαινόμενο Seebeck: Όταν δύο διαφορετικοί αγωγοί ή ημιαγωγοί σχηματίζουν ένα κλειστό κύκλωμα, εάν υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας στα δύο σημεία επαφής, μια ηλεκτροκινητική δύναμη (που αναφέρεται ως θερμοηλεκτρικό δυναμικό) θα δημιουργηθεί στο κύκλωμα, σχηματίζοντας έτσι ένα ρεύμα. Η κατεύθυνσή του εξαρτάται από την κατεύθυνση της βαθμίδωσης της θερμοκρασίας και τα ηλεκτρόνια του θερμού άκρου συνήθως μεταναστεύουν από το αρνητικό στο θετικό.
Ε: Ποια είναι τα σενάρια εφαρμογής του φαινομένου Seebeck;
Α: Σενάρια εφαρμογής του φαινομένου Seebeck: συστήματα παραγωγής ενέργειας για εξοπλισμό στον αεροδιαστημικό τομέα, συστήματα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας τζακιού, συστήματα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε φούρνους κ.λπ.
