MADRI 28 set. (EUROPA PRESS) -
Uma equipe do Conselho Superior de Pesquisas Científicas (CSIC) desenvolveu um método “simples, sustentável e escalável” para converter calor residual em eletricidade, conforme informou nesta segunda-feira o próprio órgão estatal. Trata-se de uma forma de fabricar filmes finos de seleneto de prata e de cobre com elevadas propriedades termoelétricas à temperatura ambiente.
Os materiais termoelétricos podem gerar eletricidade a partir do gradiente térmico por meio do efeito Seebeck, o que os torna de grande interesse para recuperar parte do calor que atualmente é perdido em diversos processos e dispositivos. Entre suas possíveis aplicações, o CSIC destaca a recuperação de calor residual industrial e doméstico de equipamentos, bem como o desenvolvimento de dispositivos autônomos de pequena escala.
O trabalho dos cientistas, publicado na revista “Materials Today Energy”, gira em torno da eletrodeposição, um processo eletroquímico que reveste um objeto condutor com uma fina camada de metal por meio do uso de corrente elétrica. Ao controlar essas condições com precisão, é possível modificar a composição, a estrutura cristalina e a microestrutura do seleneto de prata e do seleneto de cobre.
Com isso, melhora-se significativamente sua capacidade de transformar uma diferença de temperatura em eletricidade. De acordo com os especialistas, uma das principais vantagens da metodologia desenvolvida reside no próprio processo de fabricação: as películas são obtidas a partir de soluções aquosas por meio da eletrodeposição à temperatura ambiente, evitando o uso de câmaras de vácuo ou tratamentos em alta temperatura, comuns em outras técnicas mais complexas e onerosas.
Nesse sentido, a pesquisadora do CSIC no Instituto de Micro e Nanoeletrônica (IMN), Cristina V. Manzano, destacou que a eletrodeposição é uma técnica simples, realizada com equipamentos relativamente simples e pequenas quantidades de reagentes. Além disso, permite controlar a composição, a estrutura cristalina e a morfologia dos materiais, modificando as condições do processo.
“Essas características fazem com que a eletrodeposição seja uma alternativa com grande potencial para avançar rumo a uma fabricação mais escalável e facilmente assimilada pela indústria”, destacou ela.
GERADORES TERMOELÉTRICOS COMPACTOS
De acordo com o CSIC, os especialistas conseguiram atingir valores excepcionais de rendimento para esses materiais no âmbito do estudo. Dessa forma, o fator de potência obtido no seleneto de prata coloca esse material entre aqueles com maior rendimento termoelétrico do tipo n registrados à temperatura ambiente. No caso do seleneto de cobre, os resultados quintuplicam os recordes anteriores obtidos por meio da eletrodeposição.
Por sua vez, avaliaram a reprodutibilidade do método realizando diferentes séries de amostras ao longo de um ano, o que lhes permitiu comprovar que os resultados se mantiveram estáveis dentro da margem de erro experimental. “Após oito meses e 40 ciclos de variação térmica, as propriedades dos materiais quase não sofreram alterações (com variações de apenas 2% na condutividade elétrica e 6% no coeficiente de Seebeck)”, destacou.
A pesquisadora do CSIC no IMN, Marisol Martín, ressaltou que o resultado demonstra o potencial desses materiais para aplicações de aproveitamento de calor residual. Ainda assim, ela precisou que ainda é necessário otimizar a arquitetura dos dispositivos e estudar mais a fundo o transporte térmico direcional.
Entre as possíveis aplicações futuras, o CSIC destacou o desenvolvimento de geradores termoelétricos compactos para sensores autônomos e a Internet das Coisas (IoT), a recuperação de energia em processos industriais a partir do calor residual e sua integração em dispositivos eletrônicos portáteis e tecnologias “wearable”.
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