Elétrons aumentam o resfriamento calórico de estado sólido em sulfetos hexagonais
p Um mapa de esboço para o mecanismo do efeito barocalórico gigante (BC) em Ni1-xFexS (padrão ascendente). Uma comparação da mudança de entropia normalizada de volume impulsionada por 100 MPa e condutividade térmica (k) para Ni 0,85 Fe 0,15 S e outros materiais BC gigantes (padrão inferior). Crédito:LIN Jianchao
p Uma equipe de pesquisa encontrou um novo tipo de material barocalórico gigante (BC) (sulfetos hexagonais) e descobriu um papel importante dos elétrons no aumento da mudança de entropia total impulsionada pela pressão hidrostática. p Esta equipe foi liderada pelo Prof. Tong Peng do Instituto de Física do Estado Sólido, Hefei Institutes of Physical Science, juntamente com o Prof. Li Bing do Instituto de Pesquisa de Metal da Academia Chinesa de Ciências (CAS) e o Prof. Zhong Guohua dos Institutos de Tecnologia Avançada de Shenzhen do CAS.
p Nestes sulfetos Ni
1-x Fe
x S, a equipe observou uma mudança gigante de entropia na temperatura ambiente induzida pela pressão. Por exemplo, uma mudança de entropia de cerca de 50 J kg
-1
K
-1
e uma mudança de temperatura de ~ 10 K pode ser desencadeada por uma pequena pressão de 100 MPa. Esse alto desempenho de BC classifica os sulfetos atuais entre os materiais BC gigantes.
p Com base em cálculos teóricos e análise de calor específico de baixa temperatura, eles demonstraram uma modificação estrutural eletrônica drástica e, consequentemente, uma grande mudança de entropia eletrônica sob pressão, que facilitam notavelmente o efeito BC total.
p Mais importante, na temperatura de transição de fase, a condutividade térmica atingiu 12 W m
-1
K
-1
, que é superior aos valores de outros materiais BC.
p É duas ordens de magnitude maior que (0,12 W m
-1
K
-1
) de neopentilglicol, que exibe o efeito BC mais forte até o momento. Alta condutividade térmica significa alta frequência de transferência de calor, o que é propício à obtenção de alta frequência de operação e densidade de potência de refrigeração.
p Portanto, o excelente desempenho do BC junto com a condutância térmica superior sugere que os materiais atuais são candidatos promissores de refrigerante para resfriamento em estado sólido.