Tellur: En Underbar Halvledare för Solceller och Termoelektriska Applikationer!

Tellur, ett silvervitt metalloid med symbolen Te och atomnummer 52, är en fascinerande material som ofta överträffar förväntningarna. Tillhörde det grundämnena i gruppen 16, kallad kolväten, den visar egenskaper som placerar den på gränsen mellan metaller och icke-metaller. Tellur har ett komplext kemiskt beteende och uppvisar en unik kombination av elektrisk konduktivitet, optiska egenskaper och termoelektriska effekter.

Tellurets historia är minst sagt fascinerande. Namnet “tellurium” härstammar från latinets “tellus,” som betyder jord. Upptäckten av tellur kan tillskrivas Franz Joseph Müller von Reichenstein, en ungersk kemist, år 1782. Han fann elementet under undersökningen av en mineralprov från Transsylvanien, vilket initierade ett nytt kapitel i materialvetenskapens historia.

Egenskaper och Användningsområden

Tellur har en rad intressanta egenskaper som gör det lämpligt för olika tekniska tillämpningar:

• Halvledaregenskaper: Tellur är en halvledare med en bandgap på cirka 0,3 eV, vilket placerar den i kategorin av lågbandgap-halvledare. Denna egenskap gör den användbar i solceller och andra optoelektroniska enheter.

• Hög elektrisk konduktivitet: Tellur har en relativt hög elektrisk konduktivitet jämfört med andra metalloider. Detta gör det lämpligt för användning i elektroniska komponenter och termoelektriska enheter.

• Optiska egenskaper: Tellur absorberar ljus i det infraröda spektrumet, vilket gör det användbart i infraröda detektorer och sensorer.

Applikationer av tellur:

Tellur används i ett antal industriella tillämpningar, inklusive:

• Solceller: Tellurs föreningar, som kadmiumtellurid (CdTe), är effektiva material för solceller. CdTe-solceller har en hög effektivitet och kan produceras billigt.

• Termoelektriska enheter: Tellur används i termoelektriska enheter som omvandlar värmeenergi till elektrisk energi, och vice versa.

• Optoelektronik: Tellur används i infraröda detektorer, sensorer och laserdioder.

• Legteringar: Tellur kan tillsättas i metaller för att förbättra deras bearbetningsbarhet och mekaniska egenskaper.

Produktion av Tellur

Tellur är ett relativt sällsynt element, och dess produktion är begränsad till några få länder. De viktigaste källorna till tellur är:

• Kopparkoncentrat: Tellur förekommer som en spårelement i kopparkoncentrat. Under raffineringsprocessen av koppar kan telluren extraheras och separeras.
• Bly- och zinkkoncentrat: Tellur finns också i bly- och zinkkoncentrat, även om koncentrationerna är lägre än i kopparkoncentrat.

Produktionen av tellur sker genom flera steg:

1. Extrahering: Telluren extraheras från malmkoncentrat genom processer som oxidering, reduktion eller elektrovinsning.

2. Renings: Det råa tellurutvinns genom en serie kemiska reaktioner för att avlägsna orenheter och förbättra dess renhet.

3. Framställning: Det rena telluret bearbetas till olika former, som pulver, granulater eller ingoter, beroende på den önskade användningen.

Tellurproduktion är ett komplex process som kräver avancerade teknologier och stränga miljöstandarder. Till följd av dess relativa sällsynthet och komplicerade produktionsprocesser har telluret höga kostnader.

Tabell 1: Egenskaper hos Tellur:

Slutsats: Tellur är ett fascinerande material med unik kombination av egenskaper som gör det användbart i en rad industriella tillämpningar, från solenergi till termoelektriska enheter.

Även om produktionen av tellur är komplex och kostsam, fortsätter forskningen att utforska nya metoder för att effektivt extrahera och rena detta värdefulla element.

Med dess potential inom området för förnybar energi och avancerade teknologier har tellur en ljus framtid som en nyckelspelare i den globala tekniska utvecklingen.