Efeito termiônico
Efeito termiônico é o aumento do fluxo de elétrons que saem de um metal, devido ao aumento de temperatura. Ao aumentar-se substancialmente a temperatura do metal, há uma facilidade maior para a saída dos elétrons.
Como o elétron não foi identificado como uma partícula física separada até o trabalho de J. J. Thomson em 1897, a palavra "elétron" não foi usada ao discutir experimentos ocorridos antes dessa data. O fenômeno foi relatado inicialmente em 1853 por Edmond Becquerel. Foi redescoberto em 1873 por Frederick Guthrie na Grã-Bretanha. Enquanto trabalhava em objetos carregados, Guthrie descobriu que uma esfera de ferro em brasa com carga negativa perderia sua carga (de alguma forma descarregando-a no ar). Ele também descobriu que isso não acontecia se a esfera tivesse uma carga positiva. Outros colaboradores iniciais incluem Johann Wilhelm Hittorf (1869 a 1883), Eugen Goldstein (1885), e Julius Elster e Hans Friedrich Geitel (1882 a 1889). O efeito foi redescoberto novamente por Thomas Edison em 13 de fevereiro de 1880, enquanto tentava descobrir o motivo da quebra dos filamentos das lâmpadas e do escurecimento irregular (mais escuro perto do terminal positivo do filamento) das lâmpadas em suas lâmpadas incandescentes.
O efeito Édison ou emissão termoiônica é o processo pelo qual os elétrons atingem energia suficiente, por meio do calor, para escapar da superfície do elemento metálico emissor, descoberto pelo inventor americano Thomas Alva Edison. Os elétrons circulam por um condutor quando é aplicada uma diferença de potencial sobre seus terminais, eles tendem a saltar das órbitas externas de seus átomos movendo-se com rápidos movimentos oscilatórios, cuja velocidade aumenta com o aumento da temperatura. À temperatura ambiente, os elétrons não abandonam a superfície do metal porque sua velocidade não é suficientemente grande para superar a força de atração dentro do material. Para escapar de uma superfície metálica os elétrons devem realizar um trabalho para superar as forças de atração que se encontram no elemento, à quantidade de trabalho é dado o nome de função-trabalho do material. Incrementando a intensidade térmica de um emissor metálico aumenta a energia cinética dos elétrons livres no interior do material, a emissão termoiônica ocorre quando os elétrons atingem o ponto de ruptura de atração do elemento, saltando de sua superfície e ganhando aceleração para ir em direção ao material coletor, chamado nas válvulas eletrônicas de placa, ou ânodo.
A emissão termiônica aprimorada por fótons (PETE) é um processo desenvolvido por cientistas da Universidade de Stanford que aproveita a luz e o calor do sol para gerar eletricidade e aumenta a eficiência da produção de energia solar em mais do que o dobro dos níveis atuais. O dispositivo desenvolvido para o processo atinge eficiência máxima acima de 200 °C, enquanto a maioria das células solares de silício se torna inerte após atingir 100 °C. Esses dispositivos funcionam melhor em coletores de pratos parabólicos, que atingem temperaturas de até 800 °C. Embora a equipe tenha usado um semicondutor de nitreto de gálio em seu dispositivo de prova de conceito, alega que o uso de arseneto de gálio pode aumentar a eficiência do dispositivo para 55-60%, quase o triplo do dos sistemas existentes e 12–17% a mais do que 43% de células solares de múltiplas junções existentes.
