p (PhysOrg.com) - Um estudo publicado no jornal da American Chemical Society Nano Letras revela que termocélulas baseadas em eletrodos de nanotubos de carbono podem eventualmente ser usadas para gerar energia elétrica a partir do calor descartado por fábricas de produtos químicos, automóveis e fazendas de células solares. p A pesquisa foi uma colaboração conjunta entre Baratunde Cola, professor assistente na Escola de Engenharia Mecânica George W. Woodruff da Georgia Tech, e uma equipe internacional de pesquisadores dos EUA, Austrália, China, Índia e Filipinas.

p Cola, diretor do NanoEngineered Systems and Transport Research Group (NEST) da Georgia Tech, descreveu o estudo como um avanço na coleta eficiente de energia elétrica de várias fontes de exaustão ou calor desperdiçado.

p "Nosso NEST Lab teve a sorte de trabalhar com o Instituto de NanoTech do Dr. Ray Baughman na UT Dallas e o Instituto de Pesquisa de Polímeros Inteligentes do Dr. Gordon Wallace em Wollongong, Austrália, no último ano de uma longa colaboração que resolveu problemas técnicos importantes, " ele disse. “Trouxemos novos olhos, bem como nosso conhecimento e experiência com engenharia de transferência de calor da nanoescala à escala de dispositivos práticos para o problema, que forneceu um elo chave que faltava. A equipe trabalhará em conjunto para permitir descobertas adicionais necessárias para que essa tecnologia atinja seu potencial comercial completo. "

p A colheita eficiente da energia térmica atualmente desperdiçada em plantas industriais ou ao longo de dutos também pode criar fontes locais de energia limpa que, por sua vez, podem ser usadas para reduzir custos e diminuir a pegada energética de uma organização.

p As novas termocélulas usam eletrodos de nanotubos que fornecem um aumento de três vezes na eficiência de conversão de energia em relação aos eletrodos convencionais.

p Uma das termocélulas demonstradas se parece com as baterias tipo botão usadas em relógios, calculadoras e outros pequenos aparelhos eletrônicos. Uma diferença fundamental, Contudo, é que essas novas termocélulas podem gerar eletricidade continuamente, em vez de esgotar-se como uma bateria. A pesquisa coletou outras termocélulas, também, incluindo preenchido com eletrólito, folhas de nanotubos separadas por têxteis que podem ser enroladas em tubos transportando fluxos de resíduos quentes de fábricas ou usinas de energia elétrica. A diferença de temperatura entre o tubo e seus arredores produz uma diferença de potencial eletroquímico entre as folhas de nanotubo de carbono, que termocélulas utilizam para gerar eletricidade.

p A equipe de pesquisa estima que nanotubos de carbono com várias paredes em grandes termocélulas podem eventualmente produzir energia a um custo de cerca de US $ 2,76 por watt a partir de energia residual disponível gratuitamente, em comparação com um custo de US $ 4,31 por watt para células solares, que só pode ser usado quando o sol está brilhando. Em uma escala menor, termocélulas do tamanho de uma célula de botão podem ser usadas para alimentar sensores ou circuitos eletrônicos.

p As novas termocélulas aproveitam as vantagens da eletrônica excepcional, mecânico, propriedades térmicas e químicas dos nanotubos de carbono. A área de superfície gigante dos nanotubos e a estrutura eletrônica exclusiva proporcionada por seu pequeno diâmetro e estrutura quase unidimensional oferecem altas densidades de corrente, que aumentam a produção de energia elétrica e a eficiência da coleta de energia.

p "Os georgianos trabalharam com o apoio do Estado, e em parceria com iniciativas como o Strategic Energy Institute da Georgia Tech, para obter ganhos significativos na produção de energia renovável, ”Disse Cola. “Mas para se tornar um estado de energia líder, devemos cada vez mais explorar novas maneiras de extrair e utilizar todas as formas de energia. A coleta de calor residual como eletricidade é uma direção que nosso NEST Lab segue com parceiros internacionais para ajudar a fornecer mais opções de energia renovável para a Geórgia e o mundo. "

p Esta pesquisa foi patrocinada pelo Office of Naval Research, a National Science Foundation, A Fundação Welch e o Conselho de Pesquisa Australiano.

p Cola recebeu recentemente o Prêmio Jovem Docente da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA) por seu trabalho na conversão de energia solar. Como diretor do NEST Lab, sua pesquisa se concentra em perceber os benefícios da nanociência em aplicações relacionadas à coleta de energia térmica residual, conversão de energia solar, e gestão térmica de sistemas eletrônicos e de energia.