E se você pudesse imprimir facilmente uma fina camada de material - para usar em qualquer lugar - que permitisse a criação de coletores ou resfriadores de energia flexíveis? Isso pode em breve ser uma realidade.

A conversão termoelétrica é uma tecnologia de conversão de energia ecológica e de estado sólido com amplas aplicações que incluem resfriamento de estado sólido, captação de energia e recuperação de calor residual.

Dispositivos termoelétricos flexíveis são especialmente atraentes para recuperação de calor residual ao longo de superfícies com contornos e para aplicações de coleta de energia para sensores de energia, dispositivos biomédicos e eletrônicos vestíveis - uma área em crescimento exponencial. Contudo, obtenção de baixo custo, materiais termelétricos flexíveis e eficientes são extremamente difíceis devido a muitos materiais e desafios de fabricação.

No trabalho liderado pelo professor Yanliang Zhang da Boise State University, filmes e dispositivos termoelétricos flexíveis de alto desempenho e baixo custo foram fabricados por um processo inovador de serigrafia que permite a conversão direta de nanocristais em dispositivos termoelétricos flexíveis.

O controle preciso da forma dos nanocristais iniciais e da química da superfície e a otimização do processo de nano-tinta e serigrafia são os principais fatores que dão origem a desempenhos sem precedentes nos materiais termoelétricos impressos.

O artigo sobre este trabalho, "Filmes termoelétricos flexíveis e de alto desempenho por cristais de nanoplaca processados ​​com solução de impressão de tela, "é publicado no Relatórios Científicos local na rede Internet. A colaboração com a empresa startup de alta tecnologia ThermoAura, com foco na síntese de nanocristais, também contribuiu para o sucesso deste trabalho.

Com base na análise de custo inicial, os filmes impressos em tela podem realizar dispositivos termoelétricos a 2-3 centavos por watt, uma ordem de magnitude inferior aos dispositivos comerciais atuais de última geração. Essa redução de custo tornaria a termoelétrica uma tecnologia de conversão de energia muito competitiva, que poderia abrir tremendamente os mercados pouco explorados de recuperação de calor residual.

Este método de impressão aditivo não só beneficiará a termoelétrica, mas também resultam em uma abordagem de fabricação disruptiva para outros dispositivos eletrônicos e conversão de energia ou tecnologias de armazenamento de custo e flexibilidade ultrabaixo.

A visão de Zhang de unir a manufatura aditiva e a tecnologia de energia avançada para permitir grandes avanços tecnológicos também foi reconhecida por uma importante agência de financiamento federal. Recentemente, ele recebeu um prêmio de infraestrutura do Departamento de Energia dos EUA para investir em um equipamento avançado de impressão aditiva e estabelecer capacidades de manufatura aditiva de última geração na Boise State.

Esse novo recurso permitirá que os alunos realizem pesquisas de ponta sobre manufatura aditiva e suas aplicações em sensores de impressão, eletrônica flexível e sistemas de conversão e armazenamento de energia.