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Foi criada a termoeléctrica mais eficiente
Última revisão: 01.07.2025
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Químicos da Universidade Northwestern desenvolveram um material termoelétrico exclusivo que converte calor em eletricidade.
É o melhor material do gênero — sua eficiência é duas vezes maior do que a de todos os materiais similares conhecidos até então. Essa descoberta pode ser muito importante para o desenvolvimento da indústria mundial, considerando que dois terços da energia produzida para as necessidades humanas são perdidos na forma de calor. Os resultados do trabalho dos pesquisadores foram publicados na revista "Nature".
De acordo com o artigo, o novo material consiste em grãos de telureto de chumbo e telureto de estrôncio, além de uma pequena quantidade de sódio. Este material ambientalmente estável pode converter de 15% a 20% do calor gerado durante a produção de energia em eletricidade útil.
O novo material pode ser utilizado nas indústrias automobilística e pesada (por exemplo, na produção de vidro, tijolos, refinarias de petróleo e usinas termelétricas a carvão e gás). Além disso, a eficiente termoelétrica pode ser utilizada em grandes navios e petroleiros, onde grandes motores de combustão interna estão constantemente em funcionamento.
"Nosso sistema termoelétrico é o mais eficiente do mundo em qualquer temperatura", afirma Mercury Kanatzidis, líder do projeto e principal autor do artigo da Nature. "Este material pode converter calor em eletricidade com mais eficiência do que qualquer outro." "Muitas vezes nos perguntam como resolver o problema da conservação de energia", acrescenta Vinayak Dravid, colega de Kanatzidis. "Mas não existe uma solução universal; a solução deve ser abrangente. As termoelétricas não podem resolver todos os problemas de energia, mas são uma parte importante de uma abordagem abrangente."
Termoelétricas são substâncias que têm a capacidade de gerar eletricidade em diferentes temperaturas em diferentes zonas do material. A eficiência dessa conversão é determinada por dois requisitos que se contradizem amplamente. Uma termoelétrica eficiente deve conduzir eletricidade da melhor forma possível e calor da pior forma possível.
Uma substância com resistência muito baixa não será um termoelétrico eficaz se conduzir bem o calor. Para atingir baixa condutividade térmica com alta condutividade elétrica, os cientistas modificaram a estrutura do material.
Os especialistas utilizaram o material termoelétrico clássico telureto de chumbo (PbTe) como base e adicionaram inclusões de nanocristais de telureto de estrôncio. Eles romperam a estrutura ordenada do material, mas não afetaram sua condutividade elétrica e, portanto, sua condutividade térmica.
O resultado agradou aos cientistas e em breve poderá agradar aos fabricantes de automóveis, refinarias de petróleo e outras instalações industriais, onde o novo material pode ajudar a reduzir os custos de energia.