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. ”