ZT - Fattore di merito
ZT – cifra di merito (indice di qualità ZT) – misura delle proprietà termoelettriche
In termoelettrica, il fattore di merito viene utilizzato per descrivere l’idoneità dei materiali termoelettrici per termocoppie e generatori termoelettrici. Nelle formule corrispondenti, il fattore di merito è indicato con “ZT”.
Una differenza di temperatura alle estremità di un conduttore elettrico provoca una tensione elettrica in questo conduttore. Questa relazione è stata descritta per la prima volta da Thomas Johann Seebeck. Per questo motivo è noto come effetto Seebeck. L’entità della tensione dipende dal materiale e dalla temperatura.
Il rapporto tra la tensione elettrica e la differenza di temperatura è il coefficiente di Seebeck:
S = U/ΔT
con:
S: coefficiente di Seebeck
U: Tensione
ΔT: Differenza di temperatura
L’effetto Seebeck viene utilizzato principalmente per misurare le temperature con le termocoppie.
Sta diventando sempre più importante nella conversione del calore residuo in energia elettrica grazie ai generatori termoelettrici. I processi sono reversibili.
Il processo inverso, in cui le differenze di temperatura sono generate da differenze di tensione, è l’effetto Peltier. Viene utilizzato, ad esempio, per il raffreddamento nella microelettronica e nelle nanotecnologie.
Il fattore di merito ZT è adimensionale. Aumenta con il quadrato del coefficiente di Seebeck, con la temperatura operativa media assoluta e con la conduttività elettrica. Diminuisce con la conduttività termica specifica. Tutte queste variabili dipendono dalla temperatura.
Nell’equazione di definizione, i valori dei materiali devono essere considerati in funzione della temperatura:
ZT = coefficiente di Seebeck al quadrato * temperatura assoluta * conduttività elettrica / conduttività termica specifica
Linseis dispone di precisi dispositivi di misurazione per determinare il fattore di merito dei conduttori elettrici e dei semiconduttori, con i quali è possibile misurare i valori dei singoli materiali e calcolare il valore ZT.