Os pesquisadores mais do que dobraram a capacidade de um material de converter calor em eletricidade, o que pode ajudar a reduzir a quantidade de calor desperdiçado, e, portanto, combustível fóssil desperdiçado, nas atividades diárias e nas indústrias.

Pesquisadores da Universidade de Hokkaido e seus colegas no Japão e em Taiwan melhoraram a capacidade de transformar o calor desperdiçado em eletricidade utilizável, estreitando significativamente o espaço através do qual os elétrons se espalham, de acordo com um novo estudo publicado na revista Nature Communications .

Mais de 60 por cento da energia produzida por combustíveis fósseis é perdida como calor residual. Uma maneira de resolver este problema é converter o calor desperdiçado em eletricidade, conhecido como conversão de energia termoelétrica. Contudo, melhorar a taxa de conversão tem sido difícil por causa de uma relação de compensação entre as propriedades necessárias dentro do material.

Os materiais termoelétricos convertem calor em eletricidade quando há uma diferença de temperatura, um fenômeno conhecido como efeito Seebeck. Os cientistas têm investigado maneiras de confinar os elétrons a um espaço estreito como forma de aumentar as taxas de conversão. Em 2007, os pesquisadores construíram uma superrede artificial composta de camadas condutoras ultrafinas imprensadas por espessas camadas isolantes. Este método produziu voltagem mais alta, mas não melhorou as taxas de conversão. Os pesquisadores previram que o desempenho pode ser significativamente melhorado se os elétrons com comprimento de onda de de Broglie mais longo, o que significa que eles estão mais espalhados, estão confinados em uma camada condutora estreita, mas ainda não havia sido provado experimentalmente.

A equipe de pesquisa, liderado por Hiromichi Ohta da Universidade de Hokkaido, projetou uma superrede em que os elétrons são espalhados 30 por cento mais largos em comparação com os experimentos anteriores. Isso resultou em uma tensão muito mais alta e dobrou a taxa de conversão termelétrica registrada nos métodos anteriores.

"Este é um passo significativo para reduzir a quantidade de calor desperdiçado pelas usinas, fábricas, automóveis, computadores, e até mesmo corpos humanos, "diz Hiromichi Ohta da Universidade de Hokkaido.