p Usando uma química simples à base de água para envolver um polímero que conduz eletricidade em torno de um nanobastão de telúrio, este composto termoelétrico em nanoescala é facilmente fundido por rotação ou impresso em um filme.
p Embora assentos de carro com controle de temperatura não venham à mente quando você pensa em eficiência energética, a tecnologia mais recente que sustenta esse recurso de automóvel de luxo é baseada em termoelétricas - materiais que convertem eletricidade diretamente em aquecimento ou resfriamento. Por outro lado, termoelétricas também podem canalizar o excesso de calor de sistemas ineficientes de energia, como motores de automóveis ou usinas de energia, recuperando este 'calor residual' e transformando-o em eletricidade. Como resultado, esses materiais oferecem uma fonte de energia potencialmente limpa para reduzir o consumo de combustível e as emissões de CO2. p Atualmente, esta energia térmica é convertida com alta eficiência, materiais termelétricos caros. Em sistemas de exaustão automotivos, por exemplo, termelétricas de estado sólido recuperam o calor residual que pode resultar em economia de combustível de até cinco por cento, mas seu alto custo impede que sejam usados em ambientes de menor escala. Aumentar essa economia por meio de materiais de baixo custo pode ter um impacto significativo na geração de energia para baterias ou componentes eletrônicos em computadores.
p Agora, Cientistas do Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) estão enfrentando esse desafio “mudando o orçamento para gestão de energia térmica, ”Disse Jeff Urban, Diretor Adjunto da Instalação de Nanoestruturas Inorgânicas da Fundição Molecular, uma instalação de usuário de nanociência.
p “Historicamente, termelétricas de alta eficiência exigem alto custo, processamento intensivo de materiais, ”Disse Urban. “Ao projetar um híbrido de materiais moles e duros usando química de frasco simples em água, desenvolvemos uma rota que fornece eficiência respeitável com baixo custo de produção. ”
p Em sua abordagem, Urban e seus colegas construíram um material composto em nanoescala envolvendo um polímero que conduz eletricidade em torno de um nanobastão de telúrio - um metal acoplado ao cádmio nas células solares mais econômicas da atualidade. Este material composto é facilmente fundido por rotação ou impresso em um filme a partir de uma solução à base de água. Junto com sua facilidade de fabricação, esse material híbrido também tem uma figura termoelétrica de mérito milhares de vezes maior do que o polímero ou o nanobastão sozinho - um fator crucial para aumentar o desempenho do dispositivo.
p “Nos últimos anos, vimos ganhos tremendos na eficiência termelétrica, mas há uma necessidade de baixo custo, materiais de eficiência moderada que são fáceis de processar e padronizar em grandes áreas, ”Disse Rachel Segalman, um cientista docente do Berkeley Lab e professor de Engenharia Química e Biomolecular da Universidade da Califórnia, Berkeley. “Tínhamos muita intuição sobre o que funcionaria usando polímeros e nanocristais, e agora vai explorar o espaço de materiais para otimizar esses sistemas e mudar para materiais mais abundantes na terra. ”