29 de março de 2024

Novo material bate recorde mundial de calor em eletricidade

Novo material bate recorde mundial de calor em eletricidade

Os pesquisadores criaram um novo tipo de material termoelétrico que é duas vezes mais eficaz do que qualquer análogo existente.

Materiais termoelétricos podemconverter calor em eletricidade. Isso se deve ao fato de que, na presença de uma diferença de temperatura entre as duas extremidades, surge uma tensão elétrica nelas e as partículas carregadas começam a se mover. Além disso, a quantidade de eletricidade gerada depende da figura de mérito sem dimensão (ZT) e, quanto maior, mais eficiente será a conversão.

O melhor para hojetermoelétrica este indicador está acesonível 2.5-2.8. No entanto, uma equipe de cientistas da Universidade Técnica de Viena apresentou novo material com um valor de ZT de 5-6. É um cristal de silício revestido com uma fina camada de ferro, vanádio, tungstênio e alumínio.

O material termoelétrico ideal devedemonstre um forte efeito Seebeck, conduza bem a eletricidade, mas ao mesmo tempo seja um mau condutor de calor. A combinação dos dois últimos fatores é uma tarefa difícil, pois eles geralmente estão intimamente relacionados.

Em uma combinação pura de ferro, vanádio, tungstênio eos átomos de alumínio são distribuídos uniformemente em uma rede cúbica centrada na face, ou seja, entre as duas partículas de cada metal há sempre a mesma distância. No entanto, quando uma camada desse material é aplicada ao silício, sua estrutura muda e o arranjo dos átomos se torna aleatório.

Tais recursos de distribuição alteramestrutura eletrônica do material, devido à qual a corrente passa por ele de maneira especial, sem dispersão. Nesse caso, irregularidades na estrutura do cristal pioram a condutividade térmica, o que aumenta o efeito termoelétrico.

Segundo os próprios cientistas, embora uma fina camada de novaso material não será capaz de gerar muita energia, mas será suficiente para alimentar sensores e pequenos dispositivos eletrônicos. Eles acreditam que o desenvolvimento tem um grande potencial para o uso da Internet das coisas nas redes de produção, pois se livra dos fios.

Anteriormente, uma equipe de engenheiros transformou um pedaço de madeira em uma membrana flexível que converteenergia térmica em eletricidade, mesmo com pequenas mudanças de temperatura.

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