La recolección de energía del calor residual ambiental, como la pérdida del cuerpo humano, es una perspectiva atractiva para alimentar de forma sostenible pequeños componentes electrónicos. Una termocélula es un tipo de dispositivo de recolección de energía que convierte el calor ambiental en electricidad a través del efecto de carga térmica. Aunque las termocélulasson baratos y eficientes, hasta ahora solo se han alcanzado voltajes de salida bajos, solo decenas de milivoltios mV, y estos voltajes también dependen de la temperatura. Estos inconvenientes deben ser abordados por las termocélulas para alimentar de manera confiable la electrónica y contribuir al desarrollode una sociedad sostenible.
Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Tsukuba recientemente mejoró el rendimiento de recolección de energía de las termocélulas, llevando esta tecnología un paso más cerca de la comercialización. Sus hallazgos se publican en Informes científicos .
El equipo desarrolló una termocélula que contiene un material que exhibió una transición de fase inducida por la temperatura de su estructura cristalina. Justo por encima de la temperatura ambiente, los átomos en este material sólido se reorganizaron para formar una estructura cristalina diferente. Esta transición de fase resultó en un aumento enVoltaje de salida de cero a alrededor de 120 mV, lo que representa una mejora considerable en el rendimiento sobre el de las termocélulas existentes.
"La transición de fase inducida por la temperatura de nuestro material hizo que su volumen aumentara", explica el profesor Yutaka Moritomo, autor principal del estudio. "Esto a su vez aumentó el voltaje de salida de la termocélula".
Los investigadores pudieron ajustar con precisión la temperatura de transición de fase de su material de modo que quedara justo por encima de la temperatura ambiente. Cuando una termocélula que contenía este material se calentó por encima de esta temperatura, se indujo la transición de fase del material, lo que condujo a unaumento sustancial del voltaje de salida de cero a baja temperatura a alrededor de 120 mV a 50 ° C.
Además de abordar el problema del bajo voltaje de salida, la termocélula que contiene el material de transición de fase también superó el problema de un voltaje de salida dependiente de la temperatura. Debido a que el aumento del voltaje de salida de la termocélula inducido por la transición de fase térmica fue muchomayores que las fluctuaciones de voltaje de salida dependientes de la temperatura, estas fluctuaciones podrían ignorarse.
"Nuestros resultados sugieren que el rendimiento de la termocélula se puede aumentar fuertemente al incluir un material que exhibe una transición de fase a una temperatura adecuada", dice el profesor Moritomo. "Este concepto es una forma atractiva de realizar dispositivos de recolección de energía más eficientes".
El diseño del equipo de investigación que combina la tecnología de termocélulas con un material de transición de fase adecuadamente adaptado conduce a una mayor capacidad para recolectar el calor residual a la electrónica de potencia, que es un proceso ambientalmente sostenible. Este diseño tiene el potencial de proporcionar fuentes de alimentación independientes para la electrónica avanzada.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Tsukuba . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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