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Aprovechamiento del calor residual para alimentar dispositivos pequeños

TECNOLOGÍA DE INGENIERÍAAprovechamiento del calor residual para alimentar dispositivos pequeños

Los científicos han desarrollado un material adecuado para su uso en generadores termoeléctricos basados ​​en el 'efecto Nernst anómalo (ANE)' que aumenta el colector de eficiencia de generación de voltaje. Estos dispositivos se pueden usar cómodamente en formas y tamaños flexibles para alimentar dispositivos pequeños, reemplazando así baterías.

El efecto termoeléctrico implica la conversión mutua de energía térmica y electricidad; denominado efecto Seebeck, cuando el calor se convierte en un potencial eléctrico en la unión de dos metales diferentes y, a la inversa, se denomina efecto Peltier, es decir, la conversión de un potencial eléctrico en generación de calor.

El calor es abundante y, a veces, se desperdicia, lo que podría aprovecharse para alimentar dispositivos eléctricos. Ha habido muchos esfuerzos en el pasado para desarrollar tecnología comercialmente viable para recolectar calor. El basado en el efecto Seebeck no pudo ver la luz del día debido a varias limitaciones.

Un fenómeno menos conocido llamado Efecto Nernst anómalo (ANE), es decir, la aplicación de gradiente de temperatura en un material magnético genera voltaje eléctrico perpendicular al flujo de calor y también se ha aplicado en el pasado para recolectar calor y su conversión en electricidad. Sin embargo, su potencial se ha limitado por la falta de materiales adecuados, no tóxicos, fácilmente disponibles y económicos.

¡La búsqueda de este material adecuado parece haber terminado ahora! Los investigadores han informado recientemente sobre la fabricación de una aleación no tóxica, fácilmente disponible, económica y lo suficientemente maleable como para convertirse en películas delgadas que se adapten a los requisitos. Usando el proceso de dopaje, los investigadores hicieron Fe3Al o FE3Ga (75% hierro y 25% aluminio o galio). Cuando se utilizó este material, el voltaje generado se incrementó 20 veces.

Este material recientemente desarrollado parece ser muy prometedor y se puede utilizar para diseñar materiales delgados y flexibles capaces de cosechar la calor perdido eficientemente para convertir a voltaje eléctrico, lo suficientemente adecuado para alimentar pequeños dispositivos.

El descubrimiento de este material, que es perfecto en términos de propiedades, podría ser posible debido a la disponibilidad de tecnologías computacionales numéricas automatizadas de alta velocidad, superando de manera efectiva las limitaciones del antiguo método de desarrollo de materiales basado en la 'repetición' y los 'refinamientos'. .

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Fuentes:

1. Universidad de Tokio 2020. Comunicado de prensa. Elemento abundante para alimentar pequeños dispositivos. Un generador delgado a base de hierro utiliza el calor residual para proporcionar pequeñas cantidades de energía. Publicado el 28 de abril de 28. Disponible en línea en https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00106.html Consultado el 08 de mayo de 2020.

2. Sakai, A., Minami, S., Koretsune, T. et al. Ferromagnetos binarios a base de hierro para conversión termoeléctrica transversal. Nature 581, 53–57 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2230-z

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Equipo SCIEU
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