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A termelétrica mais eficiente foi criada
Última revisão: 16.10.2021
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Químicos da Northwestern University desenvolveram um material termoelétrico único que converte o calor em eletricidade.
É o melhor material de seu tipo - sua eficiência é duas vezes maior do que todos os materiais conhecidos anteriormente. Esta descoberta pode ser muito importante para o desenvolvimento da indústria mundial, uma vez que dois terços da energia produzida para necessidades humanas são perdidas sob a forma de calor. Os resultados do trabalho dos pesquisadores são publicados nas páginas da revista Nature.
De acordo com este artigo, o novo material consiste em grãos de telurídeo principal e telurídeo de estrôncio, bem como uma pequena quantidade de sódio. Este material ambientalmente estável pode converter de 15 a 20 por cento do calor gerado na produção de energia em eletricidade útil.
Novos materiais podem ser utilizados na indústria automotiva e pesada (por exemplo, na produção de vidro, tijolos, refinarias, usinas de energia de carvão e gás). Além disso, uma termelétrica efetiva pode ser usada em grandes navios e petroleiros, onde grandes motores de combustão interna trabalham continuamente.
"Nosso sistema termoelétrico é o mais eficiente do mundo em todas as temperaturas", diz Mercury Kanatsidis, gerente de projeto e principal autor do artigo na revista Nature. "Este material pode converter calor em eletricidade de forma mais eficiente do que qualquer outro". "Muitas vezes, nos perguntamos como resolver o problema de poupança de energia". Vinayak Dravid, um colega de Kanatsidis, acrescenta: "Mas não há solução universal, a solução deve ser abrangente". A termoelétrica não pode resolver todos os problemas de energia, mas essa é uma parte importante de uma abordagem integrada ".
As termoelétricas são substâncias que têm a capacidade de gerar eletricidade em diferentes temperaturas em diferentes áreas do material. A eficácia de tal transformação é determinada por dois requisitos, que em muitos aspectos se contradizem. Uma termelétrica efetiva deve ser o melhor possível para conduzir eletricidade e, ao mesmo tempo, o melhor possível para conduzir o calor.
Uma substância com muito baixa resistência não será uma termoelétrica efetiva se conduzir calor bem. Para alcançar baixa condutividade térmica com alta condutividade elétrica, os cientistas modificaram a estrutura do material.
Os especialistas tomaram como base o clássico telurídeo termoelétrico-chumbo (PbTe) e adicionaram inclusões de nanocristais de telonetos de estrôncio. Eles violaram a estrutura ordenada do material, mas não afetaram a condutividade elétrica e, portanto, a sua condutividade térmica.
O resultado agradou os cientistas e, provavelmente, em breve irá agradar as empresas de construção de automóveis, refinarias de petróleo e outros objetos industriais aos quais novos materiais podem ajudar a reduzir as entradas de energia.