Ogniwa Peltiera znajdują szereg zastosowań w najróżniejszych dziedzinach. Jak jednak działają? Jak są zbudowane?

Był rok 1834, kiedy francuski fizyk Jean Charles Peltier w ramach eksperymentu wykonał obwód elektryczny z dwóch drutów – miedzianego i bizmutowego. Po podłączeniu ich do prądu okazało się, że jedno ze złączy pod wpływem energii elektrycznej bardzo się rozgrzało, drugie zaś – ochłodziło. Peltier nie poprzestał na jednym eksperymencie, a kolejne doświadczenia utwierdziły go w słuszności obserwacji. Efekt Peltiera, bo taką nazwę nadała fizyka temu zjawisku, jest dziś szeroko wykorzystywany w chłodzeniu układów elektrycznych oraz urządzeniach chłodniczych, co umożliwiają tak zwane ogniwa Peltiera.

Budowa ogniw Peltiera

Ogniwo Peltiera składa się przede wszystkim z dwóch blaszek wykonanych z półprzewodników – obecnie zazwyczaj są materiały powstające na bazie tlenku glinu. Na ich wewnętrznych stronach umieszczone są miedziane ścieżki. Te stykają się z łączącymi obie blaszki (typ n oraz p) półprzewodnikami z tellurku bizmutu, mogącymi zawierać także domieszki antymonu i selenu. Ogniwa Peltiera dostępne są w różnych rozmiarach – na przykład klienci hurtowni Micros mogą wybrać modele od 10 do 40 mm szerokości i długości.

Ogniwa Peltiera – jak działają?

Jak już wspomnieliśmy, opisywane ogniwa wykorzystują efekt Peltiera. Oznacza to, że podłączeniu ogniwa do źródła prądu w półprzewodnikach p zaczyna brakować elektronów do przetransportowania całej energii, przez co te zwiększają je kosztem temperatury otoczenia. Wynikiem tego jest ochłodzenie jednej z blaszek ogniwa. Po odprowadzeniu energii za pomocą wody, wentylatora lub radiatora, staje się on zatem chłodnicą.

Kiedy stosuje się ogniwa Peltiera?

Ogniwa Peltiera stosowane są w różnych urządzeniach codziennego użytku. Montowane są między innymi w termostatach wykorzystywanych przez akwarystów i terrarystów, miniaturowych lodówkach, urządzeniach do chłodzenia napojów alkoholowych, a czasem też w układach komputerowych. Poza tym są szeroko stosowane w różnych urządzeniach specjalistycznych, takich jak aparatury pomiarowe, pojemniki do transportu tkanek i organów, a także komory do krioterapii.