p Com a expectativa de que a conservação de energia desempenhe um papel crescente no gerenciamento da demanda global, materiais e métodos que fazem melhor uso das fontes existentes de energia têm se tornado cada vez mais importantes. p Pesquisadores relataram esta semana no Anais da Academia Nacional de Ciências que eles demonstraram um passo à frente na conversão de calor residual - de chaminés industriais, usinas de geração de energia ou mesmo tubos de escape de automóveis - em eletricidade.

p O trabalho, usando um composto termoelétrico composto de nióbio, titânio, ferro e antimônio, conseguiu aumentar drasticamente a densidade de potência de saída do material usando uma temperatura de prensagem muito quente - até 1373 Kelvin, ou cerca de 2, 000 graus Fahrenheit - para criar o material.

p "A maior parte da entrada de energia industrial é perdida como calor residual, "Os pesquisadores escreveram." Converter parte do calor residual em energia elétrica útil levará à redução do consumo de combustível fóssil e da emissão de CO2. "

p Os materiais termoelétricos produzem eletricidade explorando o fluxo da corrente de calor de uma área mais quente para uma área mais fria, e sua eficiência é calculada como a medida de quão bem o material converte o calor - geralmente o calor residual gerado por usinas de energia ou outros processos industriais - em energia. Por exemplo, um material que absorve 100 watts de calor e produz 10 watts de eletricidade tem uma taxa de eficiência de 10 por cento.

p Essa é a maneira tradicional de considerar materiais termoelétricos, disse Zhifeng Ren, MD Anderson Professor de Física da Universidade de Houston e principal autor do artigo. Mas ter uma eficiência de conversão relativamente alta não garante uma saída de alta potência, que mede a quantidade de energia produzida pelo material, em vez da taxa de conversão.

p Como o calor residual é uma fonte abundante - e gratuita - de combustível, a taxa de conversão é menos importante do que a quantidade total de energia que pode ser produzida, disse Ren, que também é investigador principal do Texas Center for Superconductivity at UH. "No passado, que não foi enfatizado. "

p Além de Ren, pesquisadores envolvidos no projeto incluem Ran He, Jun Mao, Qing Jie, Jing Shuai, Hee Seok Kim, Yuan Liu e Paul C.W. Chu, tudo de UH; Daniel Kraemer, Lingping Zeng e Gang Chen do Instituto de Tecnologia de Massachusetts; Yucheng Lan, da Morgan State University, e Chunhua Li e David Broido, do Boston College.

p Os pesquisadores ajustaram um composto feito de nióbio, ferro e antimônio, substituindo entre 4 e 5 por cento do nióbio por titânio. O processamento do novo composto em uma variedade de altas temperaturas sugeriu que uma temperatura muito alta - 1373 Kelvin - resultou em um material com um fator de potência excepcionalmente alto.

p "Para a maioria dos materiais termoelétricos, um fator de potência de 40 é bom, "Ren disse." Muitos têm um fator de potência de 20 ou 30. "

p O novo material tem um fator de potência de 106 em temperatura ambiente, e os pesquisadores foram capazes de demonstrar uma densidade de potência de saída de 22 watts por centímetro quadrado, muito superior aos 5 a 6 watts normalmente produzidos, ele disse.

p “Esse aspecto da termelétrica precisa ser enfatizado, "ele disse." Você não pode apenas olhar para a eficiência. Você tem que olhar também para o fator de potência e a potência de saída. "