Adicionar elasticidade às propriedades impressionantes de materiais conhecidos como termoelétricos pode nos ajudar a conservar mais energia, Pesquisadores da KAUST mostraram.
De chips de laptop e tubos de escapamento de automóveis a máquinas industriais, para a maioria dos dispositivos, grande parte da energia que consomem é perdida na forma de calor. Materiais termoelétricos flexíveis podem limpar esse calor e transformá-lo de volta em eletricidade útil que eles poderiam usar para maximizar a produção elétrica.
A chave para o comportamento útil dos materiais termoelétricos, como telureto de bismuto e telureto de antimônio, é que quando um lado do material está quente e o outro lado está frio, eles geram espontaneamente uma voltagem elétrica. Quanto maior o gradiente de temperatura, mais energia eles geram. Mas até agora, geradores termoelétricos (TEGs) quase sempre foram feitos de blocos sólidos de materiais termoelétricos.
"Imaginamos que um TEG extensível alcançaria mais potência de saída, pois pode facilmente manter uma distância maior entre a extremidade quente e a extremidade fria, "disse Muhammad Hussain, Professor de Engenharia Elétrica na KAUST, quem liderou a pesquisa. A extremidade fria do TEG extensível pode ser puxada para mais longe da fonte de calor, maximizando o gradiente de temperatura.
A equipe de Hussain fez os TEGs flexíveis revestindo telureto de bismuto ou telureto de antimônio em um papel flexível de formato helicoidal ou substrato de polímero. Hussain explicou que essa arquitetura helicoidal é o que permite ao TEG se flexionar e esticar em qualquer direção, enquanto mantém sua integridade mecânica.
Uma forma espiral simples, feito de um substrato de papel (que tem menor condutividade térmica do que o polímero), foi o melhor design, gerando mais de duas vezes a potência quando esticado do que quando deitado.
Hussain tem algumas aplicações iniciais em mente para seus TEGs elásticos. "Para dispositivos vestíveis, eles podem ser muito úteis, "ele diz." Outra área imediata que estamos investigando é a energia termoelétrica de navios e automóveis. Sua superfície superior está sob o sol e sua superfície inferior está sempre na água ou na sombra. "
"Os TEGs extensíveis podem ser usados em quase todas as aplicações onde há calor residual a ser recuperado, Hussain acrescentou. Tradicionalmente, para aumentar a produção de energia de um TEG, o processo de pensamento se concentrou exclusivamente em melhorar as propriedades termoelétricas de vários materiais termoelétricos. Mostramos claramente que a arquitetura do TEG é igualmente importante para aumentar a produção de energia independente do material termelétrico utilizado. "
