Geconfronteerd met de ongekende energiecrisis die ons allemaal treft, verkent de wetenschappelijke gemeenschap voortdurend verschillende manieren om nieuwe groene en milieuverantwoorde energiebronnen te ontwikkelen. Een van de wegen die onderzocht wordt, is het terugwinnen van warmteverlies en het benutten daarvan met behulp van thermo-elektrische apparaten. Deze technologie maakt het mogelijk om energie te produceren zonder fossiele brandstoffen te gebruiken.
Een thermo-elektrisch apparaat zet een temperatuurverschil om in een elektrisch potentiaalverschil. Hoewel deze apparaten steeds meer wetenschappelijke belangstelling genieten, is hun belangrijkste beperking de gebruikte materialen, die zeldzame metalen bevatten en daarom ongunstig voor het milieu zijn. In het ThermoHarv-project is ervoor gekozen organische materialen te gebruiken, die minder schadelijk voor het milieu zijn, minder stijf en flexibeler. Om een optimale efficiëntie te garanderen, moeten de gebruikte materialen goede elektrische geleiders zijn met een zeer lage thermische geleidbaarheid. Terwijl het transport van elektrische ladingen in deze apparaten uitgebreid is bestudeerd, blijft het thermische transport, een belangrijke parameter in de werking van thermogeneratoren, grotendeels onontgonnen terrein.
Het doel van mijn proefschrift, uitgevoerd aan het UMONS Laboratorium voor Chemie van Nieuwe Materialen (CNM) onder leiding van Prof. Jérôme Cornil, is dan ook om te bestuderen hoe warmte zich verspreidt in een medium dat bestaat uit kleine moleculen of organische polymeren.
Om deze warmteoverdracht te beperken en zo de efficiëntie van de apparaten te verbeteren, zullen we proberen te begrijpen hoe fononen, quasi-deeltjes van warmte (analoog aan fotonen van licht), zich gedragen in een organisch kristal. Om dit doel te bereiken, zullen we numerieke simulatietechnieken zoals moleculaire dynamica gebruiken om vast te stellen hoe de chemische en structurele eigenschappen van een organisch materiaal de warmtegeleiding beïnvloeden.
