Tinta termoelétrica sendo aplicada a um hemisfério de alumina. A tinta fornece contato mais próximo com a superfície emissora de calor do que os dispositivos termoelétricos planos convencionais. Crédito:Park et al. © 2016 Nature Communications
(Phys.org) —A pintura hoje em dia está se tornando muito mais do que costumava ser. Já os pesquisadores desenvolveram tintas fotovoltaicas, que pode ser usada para fazer "células solares pintadas" que capturam a energia do sol e a transformam em eletricidade. Agora em um novo estudo, pesquisadores criaram tintas termoelétricas, que captura o calor residual de superfícies pintadas a quente e o converte em energia elétrica.
"Espero que a técnica de pintura termoelétrica possa ser aplicada para recuperar calor residual de superfícies de fontes de calor em grande escala, como edifícios, carros, e navios de navio, "Filho Jae Sung, co-autor do estudo e pesquisador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST), contado Phys.org .
"Por exemplo, a temperatura do telhado e das paredes de um edifício aumenta para mais de 50 ° C no verão, "disse ele." Se aplicarmos tinta termoelétrica nas paredes, podemos converter grandes quantidades de calor residual em energia elétrica. "
A tinta termoelétrica parece muito diferente dos materiais termoelétricos convencionais, que são normalmente fabricados como planos, chips rígidos. Esses dispositivos são então ligados a objetos de formato irregular que emitem calor residual, como motores, usinas de energia, e geladeiras. Contudo, o contato incompleto entre essas superfícies curvas e os geradores termoelétricos planos resulta em perda de calor inevitável, diminuindo a eficiência geral.
No novo estudo publicado em Nature Communications , Parque Sung Hoon et al ., da UNIST, o Instituto de Ciência e Tecnologia da Coreia (KIST), e o Instituto de Pesquisa de Eletrotecnologia da Coréia, trataram dessa questão do contato incompleto, demonstrando que a tinta termoelétrica adere facilmente à superfície de praticamente qualquer formato.
A tinta termoelétrica contém as partículas termoelétricas telureto de bismuto (Bi 2 Te 3 ), que são comumente usados em dispositivos termoelétricos convencionais. Os pesquisadores também adicionaram auxiliares de sinterização molecular que, ao aquecer, fazer com que as partículas termoelétricas se aglutinem, aumentando a densidade dessas partículas na tinta junto com sua eficiência de conversão de energia (os valores de ZT são de até 0,67 para partículas do tipo n e 1,21 para partículas do tipo p).
Os esquemas ilustram a fabricação de dispositivos termoelétricos pintados. Crédito:UNIST
Os pesquisadores demonstraram que a tinta termoelétrica pode ser pintada em uma variedade de superfícies curvas emissoras de calor. Após sinterização por 10 minutos a 450 ° C, as camadas pintadas formam uma película uniforme com cerca de 50 micrômetros de espessura.
Os testes mostraram que os dispositivos pintados com a tinta termoelétrica apresentam uma alta densidade de potência de saída (4 mW / cm 2 para dispositivos do tipo no plano e 26,3 mW / cm 2 para dispositivos do tipo através do plano). Esses valores são competitivos com os materiais termoelétricos convencionais e melhores do que todos os dispositivos termoelétricos à base de tintas e pastas.
Além das aplicações termelétricas tradicionais, os pesquisadores esperam que a tinta termoelétrica tenha potencial para ser usada como coletor de energia termoelétrica vestível. A tecnologia desenvolvida aqui também pode ser usada em eletrônica impressa em 3D e arte eletrônica pintada. Os pesquisadores planejam prosseguir com essas aplicações no futuro.
"Estamos planejando desenvolver processáveis à temperatura ambiente, insensível ao ar, e tintas termoelétricas escaláveis e processos de pintura para aplicações práticas, "Filho disse.
