ThermoélectricitéLa thermoélectricité est l'électricité générée par l'effet thermoélectrique, un phénomène physique présent dans certains matériaux, qui lie les flux de chaleur qui les traversent aux courants électriques qui les parcourent. Cet effet est à la base d'applications, dont très majoritairement la thermométrie, puis la réfrigération ( module Peltier) et enfin, très marginalement, la génération d'électricité (par « thermopile » ou « calopile »). Elle a été découverte puis comprise au cours du grâce aux travaux de Seebeck, Peltier ou encore Lord Kelvin.
Générateur thermoélectriqueUn générateur thermoélectrique (GTE ou ) est une plaque comportant des semi-conducteurs et utilisant l'effet Seebeck pour produire de l'électricité en tirant parti de la différence de températures entre chaque face. Ce type de module est également utilisé pour le refroidissement thermoélectrique. On appelle l'effet utilisé, l'« effet Peltier–Seebeck », car il dérive des travaux du physicien français Jean-Charles Peltier et du physicien allemand Thomas Johann Seebeck.
Thermoelectric effectThe thermoelectric effect is the direct conversion of temperature differences to electric voltage and vice versa via a thermocouple. A thermoelectric device creates a voltage when there is a different temperature on each side. Conversely, when a voltage is applied to it, heat is transferred from one side to the other, creating a temperature difference. At the atomic scale, an applied temperature gradient causes charge carriers in the material to diffuse from the hot side to the cold side.
Refroidissement thermoélectriqueLe refroidissement thermoélectrique est une technique de refroidissement utilisant la thermoélectricité. On utilise pour cela des composants nommés « modules Peltier » qui exploitent l'effet Peltier, par lequel un courant électrique est converti en une différence de température. Les modules Peltier sont nommés ainsi car ils mettent en œuvre la thermoélectricité et plus précisément l’effet Peltier. Un tel module est alimenté par un courant et présente deux faces, l’une dite froide et l’autre chaude.
Générateur thermoélectrique à radioisotopeUn générateur thermoélectrique à radioisotope (en abrégé GTR ; en anglais Radioisotope Thermoelectric Generator, RTG) est un générateur électrique nucléaire de conception simple, produisant de l'électricité à partir de la chaleur résultant de la désintégration radioactive de matériaux riches en un ou plusieurs radioisotopes, généralement du sous forme de dioxyde de plutonium .
Générateur thermoélectrique à radioisotope multi-missionvignette|Schéma des constituants d'un MMRTG (en anglais). vignette|Curiosity, le rover de Mars Science Laboratory (en anglais), et son MMRTG au cœur du dispositif noir, visible à droite de l'image, à l'arrière de l'astromobile. Un générateur thermoélectrique à radioisotope multi-mission (MMRTG en anglais, pour Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator) est un générateur thermoélectrique à radioisotope (RTG en anglais) de nouvelle génération utilisé par la NASA pour succéder aux GPHS-RTG des sondes Ulysses, Galileo, Cassini-Huygens et New Horizons.
ClathrateUn clathrate, du grec κλᾷθρον qui signifie « fermeture », est un composé d'inclusion formé d'une molécule ou d'un réseau de molécule dites « molécules hôtes », qui emprisonne une autre molécule, dite « molécule incluse ». L'hydrate de méthane, la « glace qui s'enflamme » est le clathrate le plus connu du public. La structure hôte est un réseau cristallin de molécules d'eau formant des nano-cages emprisonnant des molécules de méthane. Il est connu comme source de méthane, puissant gaz à effet de serre, comme pour d'autres propriétés étonnantes.
Molécule d'eauLa molécule d’eau, de formule , est le constituant essentiel de l’eau pure. Celle-ci contient également des ions résultant de l’autoprotolyse de l’eau selon l’équation d'équilibre : H + OH (ou 2 HO + OH). L’eau pure n’est pas présente dans la nature et doit être obtenue par des processus physiques. Cette molécule a des propriétés complexes à cause de sa polarisation (voir la section Nature dipolaire). L’eau à pression ambiante (environ un bar) est gazeuse au-dessus de , solide en dessous de et liquide entre les deux.
Clathrate hydratevignette|Bloc d'hydrate de gaz Les clathrates hydrates sont des solides cristallins à base d’eau ressemblant à de la glace, dans lesquels des petites molécules non-polaires (généralement des gaz) ou des molécules comportant une fraction hydrophobe sont encapsulées dans des nano-cages de molécules d’eau impliquant des liaisons hydrogènes intermoléculaires. En d’autres termes, les clathrate hydrates sont des clathrates dans lesquelles la molécule hôte est l’eau et la molécule invitée est un gaz ou un liquide.
Hypothèse du fusil à clathratesL'hypothèse du fusil à clathrates (clathrate gun hypothesis en anglais) est le nom communément donné à l'hypothèse selon laquelle une augmentation de la température des océans (ou une chute de leur niveau) déclenche une libération soudaine dans l'atmosphère du méthane de l'hydrate de méthane enterré dans le fond marin et contenu dans le pergélisol, menant ainsi à un réchauffement supplémentaire dû à la propriété de gaz à effet de serre du méthane. L'hydrate de méthane est une forme de glace contenant une grande quantité de méthane dans sa structure cristalline.
