La presión mejora la capacidad de los materiales para convertir el calor en electricidad y podría usarse para crear generadores limpios, según un nuevo trabajo de un equipo que incluye a Alexander Goncharov y Viktor Struzhkin de Carnegie publicados en Materiales de la naturaleza .
Las fuentes de energía alternativas son clave para combatir el cambio climático causado por las emisiones de carbono. Los compuestos con capacidades termoeléctricas pueden convertir la necesidad innata y física de la energía térmica de propagarse de un lugar caliente a un lugar frío en energía, obteniendo electricidad del diferencial de temperatura.En teoría, los generadores construidos con estos materiales podrían usarse para recuperar la electricidad del calor "desperdiciado" emitido por otros procesos, haciendo importantes contribuciones al presupuesto energético de la nación.
Sin embargo, los ingenieros no han podido mejorar el rendimiento a temperatura ambiente de ningún material termoeléctrico en 60 años, lo que significa que los dispositivos construidos para aprovechar esta capacidad solo son prácticos para algunas aplicaciones muy específicas, incluidas las tuberías de gas remotas y las naves espaciales.
"Nuestra medición de la eficiencia de la termoelectricidad a temperatura ambiente no ha cambiado en más de medio siglo", dijo Goncharov. "Los compuestos termoeléctricos han demostrado un rendimiento mejorado a altas temperaturas, pero realmente necesitamos que funcionen bien a temperatura ambiente paraaprovechar al máximo su potencial para la energía verde "
Este es precisamente el tipo de problema que la ciencia de los materiales es adecuada para abordar.
El equipo de investigación, dirigido por Liu-Cheng Chen del Centro de Investigación Avanzada de Ciencia y Tecnología de Alta Presión, descubrió que podían mejorar la capacidad termoeléctrica del seleniuro de plomo aplicando presión y mezclando partículas de cromo cargadas.
Al exprimir el material en la celda de yunque de diamante, que actuaba como una especie de "presión química" y agregar el cromo, se alentó al seleniuro de plomo a emprender una reestructuración estructural a nivel atómico, lo que permite la más eficientedemostración de la generación termoeléctrica a temperatura ambiente jamás registrada.
Menos de 30,000 veces la presión atmosférica normal, el seleniuro de plomo dopado con cromo fue capaz de producir electricidad con la misma eficiencia que los materiales termoeléctricos de mejor rendimiento a 27 grados Celsius 80 grados Fahrenheit.
"Nuestro trabajo presenta una nueva forma de utilizar técnicas de compresión para mejorar el rendimiento termoeléctrico, acercándonos a aplicaciones prácticas que podrían ayudar a combatir el cambio climático", concluyó Xiao-Jia Chen, del Centro de Investigación Avanzada de Ciencia y Tecnología de Alta Presión anteriormente de Carnegie.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Institución Carnegie para la Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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