p O calor residual é uma fonte altamente promissora de energia renovável; Contudo, a eficiência do uso de calor para gerar energia tem sido historicamente muito menor do que a hidrelétrica, energia eólica ou solar. Embora haja uma série de materiais que podem ser usados ​​para a geração de energia a partir do calor residual, todos eles sofrem de vários problemas que variam de baixa estabilidade a baixa eficiência. No entanto, o fato de um grande número de indústrias gerar grandes quantidades de calor residual impulsionou as pesquisas nesse campo. p Uma equipe de cientistas liderada pelo professor Hiromichi Ohta no Instituto de Pesquisa para Ciência Eletrônica (RIES), Universidade de Hokkaido, desenvolveu recentemente um óxido de cobalto em camadas com uma figura de mérito termoelétrica recorde para óxidos de metal em temperatura ambiente. Suas descobertas foram publicadas no jornal Journal of Materials Chemistry A .

p A conversão termoelétrica é impulsionada pelo efeito Seebeck:quando há uma diferença de temperatura em um material condutor, uma corrente elétrica é gerada. Historicamente, a eficiência da conversão de calor em eletricidade de óxidos de metal era muito baixa; Contudo, dispositivos termoelétricos baseados em óxido de metal são altamente desejados devido à sua compatibilidade ambiental. A eficiência de conversão termoelétrica de um dispositivo depende de um fator chave denominado figura de mérito termoelétrica (ZT).

p O grupo de Hiromichi Ohta desenvolveu um óxido de cobalto em camadas que exibe um alto ZT e é estável em uma faixa de temperaturas de operação. Óxido de sódio-cobalto bem conhecido, onde as camadas de óxido de sódio e cobalto se alternam, mostra um ZT muito baixo de cerca de 0,03, mas o material desenvolvido pelo grupo de Ohta atingiu um ZT de 0,11. O grupo substituiu o sódio por outros metais alcalinos ou alcalino-terrosos:cálcio, estrôncio, e bário.

p O material de óxido de bário-cobalto em camadas exibiu um ZT recorde de 0,11 à temperatura ambiente. O aumento do ZT é causado diretamente pela diminuição da condutividade térmica do bário. Como os cientistas hipotetizaram, quanto maior a massa atômica, quanto menor a condutividade térmica, resultando em ZT mais alto. Isso se deve ao fato de que átomos mais pesados ​​suprimem as vibrações nas camadas de óxido de cobalto causadas pelo aquecimento. Mais pesquisas são necessárias para otimizar a composição do material para maior eficácia e estabilidade, bem como determinar as aplicações práticas mais úteis.

p Hiromichi Ohta é o chefe do Laboratório de Materiais Funcionais de Filme Fino do RIES, Universidade de Hokkaido. Suas áreas de pesquisa incluem Termoelétricas, Modulação termopar, Optoeletrônica e Iontrônica.