p Cientistas do Instituto de Tecnologia de Tóquio combinam resfriamento por convecção forçada com conversão de energia termoeletroquímica para criar um sistema de resfriamento a líquido autossustentável. Um eletrólito líquido é circulado através de uma célula para resfriar um objeto quente, e a reação química reversível na célula gera uma energia elétrica maior do que o trabalho da bomba hidrodinâmica necessária para conduzir o líquido através da célula. Esta tecnologia resolve o problema não resolvido de longa data da perda do componente de energia livre da energia térmica. p O resfriamento ativo é crucial na maioria das tecnologias modernas, variando de microprocessadores em data centers a turbinas e motores. Resfriamento por convecção forçada, que circula um fluido refrigerante sobre a superfície de um objeto quente, é eficaz para atender a tais requisitos de resfriamento, mas exige uma potência de bombeamento para enviar o refrigerante através da seção de geração de calor. Contudo, resfriamento ativo - remoção rápida de uma grande quantidade de energia térmica na fonte de calor sob uma grande diferença de temperatura - destrói prontamente o componente de energia livre da energia térmica, que é uma porção de energia que pode ser convertida em uma obra elétrica. Este problema concomitante com o resfriamento por convecção forçada permaneceu sem solução, apesar do uso difundido do resfriamento por convecção forçada no mundo atual.

p Um método específico para converter o calor desperdiçado - o calor que não precisa ser removido ativamente - em energia elétrica por meio de reações químicas líquidas foi estudado por várias décadas. Este método, chamada de conversão termoeletroquímica, envolve a submersão de dois eletrodos mantidos em diferentes temperaturas em um eletrólito líquido encerrado em um recipiente fechado, onde ocorre uma reação reversível de redução-oxidação ("redox"). Essa reação gera uma corrente elétrica por meio de um circuito externo. A pesquisa sobre conversão termoeletroquímica tem sido realizada principalmente para fluidos estáticos.

p Neste estudo, uma equipe de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Tóquio integrou a conversão termoeletroquímica com resfriamento por convecção forçada para recuperar parcialmente a porção de energia livre mencionada anteriormente, atualmente perdido durante o resfriamento por convecção forçada, na forma de energia elétrica. Na célula desenvolvida por esses pesquisadores, o eletrólito líquido é transportado como um refrigerante entre dois eletrodos paralelos, um dos quais é um objeto de liberação de calor a ser resfriado. A reação redox que ocorre na célula gera eletricidade; esta eletricidade pode ser usada para conduzir o fluxo do refrigerante através da célula. Este trabalho investiga um território desconhecido, visto que o conceito e a viabilidade de um sistema de resfriamento a líquido autossustentável não foram demonstrados anteriormente.

p Os pesquisadores realizaram estudos detalhados para elucidar como funciona o resfriamento e a geração de energia nesse tipo de sistema termoeletroquímico de fluxo forçado. Espera-se que essas novas descobertas forneçam uma estratégia básica para aplicações futuras ampliadas. "Embora a célula protótipo desenvolvida neste estudo fosse pequena e, portanto, o desempenho de geração de energia fosse limitado, esta tecnologia tem muito espaço para melhorias através da otimização da geometria do canal de líquido, material do eletrodo, e os produtos químicos redox, "comenta o Prof. Yoichi Murakami, o investigador principal deste projeto.

p Por meio de estudos posteriores, este conceito proposto pelos pesquisadores pode, esperançosamente, encontrar sua aplicação em um futuro próximo, fornecendo uma nova plataforma tecnológica para resfriamento por convecção forçada. "Por meio dessa abordagem, podemos recuperar parcialmente a porção de energia livre da energia térmica perdida atualmente durante o resfriamento por convecção forçada, e esta energia elétrica adquirida pode ser usada para bombear o refrigerante no resfriamento por convecção forçada, "conclui o Prof. Murakami.