Científicos crean cristales que generan electricidad a partir del calor
Un equipo de científicos ha logrado desarrollar un material que podría revolucionar la industria energética: cristales que generan electricidad a partir del calor
Para convertir el calor en electricidad, los materiales de fácil acceso a partir de materias primas inocuas abren nuevas perspectivas en el desarrollo de los llamados “materiales termoeléctricos“, seguro y barato. Un mineral de cobre sintético adquiere una estructura y una microestructura complejas a través de cambios simples en su composición, lo que sienta las bases para las propiedades deseables, según un estudio publicado en la revista Angewandte Chemie.
El nuevo material sintético consiste en cobre, manganeso, germanio y azufre y se produce mediante un proceso bastante simple, explica el científico de materiales. emmanuel guilmeauInvestigador del CNRS en el laboratorio NAVIDAD van Caen, Francia, quien es el autor correspondiente del estudio.
Guilmeau dijo en un comunicado:
“Los polvos simplemente se alean mecánicamente mediante molienda de bolas para formar una fase precristalizada, que luego se densifica a 600 grados centígrados. Este proceso es fácil de escalar”.
materiales termoeléctricos
Crédito: Wiley
Los materiales termoeléctricos ponen la calor en electricidad. Esto es especialmente útil en procesos industriales donde el calor residual se reutiliza como valiosa energía eléctrica. El enfoque inverso es el enfriamiento de componentes electrónicos, por ejemplo, en teléfonos inteligentes o automóviles. Los materiales utilizados en este tipo de aplicaciones no solo deben ser eficientes, sino también económicos y sobre todo seguros para la salud.
Sin embargo, los dispositivos termoeléctricos utilizados hasta ahora utilizan elementos costosos y tóxicos como el plomo y el telurio, que proporcionan la mayor eficiencia de conversión. Para encontrar alternativas más seguras, Emmanuel Guilmeau y su equipo recurrieron a los derivados de los minerales sulfurados naturales. a base de cobre. Estos derivados minerales están compuestos principalmente por elementos no tóxicos y abundantes, y algunos de ellos tienen propiedades termoeléctricas.
Ahora, el equipo ha logrado producir una serie de materiales termoeléctricos que muestran dos estructuras cristalinas en el mismo material.
dispositivo termoeléctrico.
Guilmeau describe su descubrimiento:
“Nos sorprendió mucho el resultado. Normalmente, un pequeño cambio en la composición tiene poco efecto en la estructura de esta clase de material”.
El equipo descubrió que reemplazar una pequeña fracción de manganeso con cobre producía microestructuras complejas con nanodominios interconectados, defectos e interfaces coherentes, lo que afectaba las propiedades de transporte de calor y electrones del material.
Emmanuel Guilmeau afirma que el nuevo material producido es estable hasta 400 grados centígrados, un rango que cae dentro del rango de temperatura del calor residual de la mayoría de las industrias. Está convencido de que, basándose en este descubrimiento, se pueden diseñar materiales termoeléctricos no tóxicos nuevos y más baratos para reemplazar a los materiales más problemáticos.
Los resultados de la investigación han sido publicados en Química Angewandte.
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