Nechat si zahřívat stehna pracujícím notebookem může být za chladných nocí přínosné, ale obvykle nejde o nic více než o plýtvání energií. Teplo je jen odpad. Pořád je to ovšem energie, nešlo by ji tedy nějak chytřeji využít, ptají se už dlouho vědci. V průmyslových provozech se samozřejmě odpadní teplo třeba z výroby elektřiny využít dá, ale u malých spotřebičů je to zatím neřešitelné. Přitom princip možného řešení je známý už dlouho: mají jím být takzvané termoelektrické materiály, které z tepla dokáží vyrábět elektřinu. Pokud se jedna část takového materiálu zahřeje více než jiná, vznikne zároveň i rozdíl napětí a materiálem začne téct elektrický proud. Princip je hezký, výsledky zatím zcela nepoužitelné. Především proto, že v přírodě se tyto látky prakticky nevyskytují, a tak si je musíme vyrobit sami. Ale nejde o jednoduché zadání: vhodná látka musí mít dobrou elektrickou vodivost, aby odvedla vyrobenou elektřinu, a zároveň špatnou tepelnou vodivost, aby teplo neunikalo příliš rychle a materiál tedy vyráběl energii co nejdéle. To je velmi vzácná kombinace vlastností, nejlepší přírodní vodiče, tedy kovy, jsou zároveň velmi dobrými vodiči tepla. Přes dlouholeté snahy tak jsou tyto materiály jen laboratorní zvláštnost. Skupina vědců vedených Mercourisem Kanatzidisem ze Severozápadní univerzity v Illinois si ovšem myslí, že vytvořila materiál, který by se mohl začít vyplácet i v praxi. Popsali ho v časopise Nature. Úspěchu dosáhli úpravou tvaru látky na mikroskopické úrovni. Nový materiál tvoří běžně používaná termoelektrická sloučenina, ale vědci ji různě „namleli“. V novém materiálu najdete jak zrníčka o velikosti stovek až tisícovek nanometrů (tj. miliardtiny metru), i drobné krystalky o rozměru jednotek nanometrů. Nechybí ani závěrečné dochucení špetkou sodíku injektovaného do volných prostor v krystalické mřížce materiálu. Každý z těchto materiálů zachycuje obrazně řečeno teplo jiných vlnových délek. Což zní naprosto nesmyslně, ale vědci si skutečně teplo mimo jiné představují také coby jakési hypotetické částice, tzv. fonony, které mají různé vlnové délky. Ne, že by teplo tvořily samozřejmě nějaké „korpuskule“, jen v některých ohledech se tak z fyzikálního hlediska téměř chová. Proč tedy o něm tak v některých kontextech neuvažovat. Jak dobrá tato složenina je v porovnání s jinými látkami? Nejprve si představme metr, kterým je můžeme poměřit: vědci shrnují jejich důležité vlastnosti termolektrických materiálů do jediného čísla, veličiny nazývané zkratkou ZT. Ta určuje, jak účinně si v důsledku materiál vede při přeměně tepla v energii. Dodnes vyvíjené materiály měly TZ zhruba do 1,8, což odpovídá účinnosti pod deset procent. Kanatzidisův tým vyzkoušel údajně materiál s TZ kolem 2,2, což je světový rekord a představuje účinnost přeměny tepla v elektřinu kolem 13 procent. Autoři nového rekordu doufají, že se jim podaří výkon ještě vylepšit. Přístup několika materiálů v jednom hodlají dále rozvíjet a chtějí se dostat na hodnoty ZT kolem 2,5 až 3 ZT (3 ZT je trochu nelogicky 2,4krát účinnější než materiál se ZT 1). A aby se přiblížili praktickému využití, rádi by nahradili zatím používaný vzácný prvek tellur (drahý zhruba jako platina), za nějakou levnější náhražku. Nejslibnější se jim jeví údajně experimenty se sloučeninami olova. Pokud se jim snaha podaří, možných využití je spousta. Někteří odborníci například upozorňují, že podobné technologie by velmi dobře mohly využít solární panely. Jejich konstrukce je jednoduchá, jsou tmavé přímo vystaveny slunci, aby pohltily co nejvíce záření, a teplo je přitom u nich na obtíž, protože snižuje účinnost výroby elektřiny. Přeměna tepla na elektřinu by mohla tepelné ztráty kompenzovat. Samozřejmě nakonec však rozhodne cena. /jj/
