Parte de la gran cantidad de energía desperdiciada que las máquinas y dispositivos emiten en forma de calor podría recuperarse utilizando un nanomaterial económico desarrollado en KAUST. Este nanomaterial termoeléctrico podría capturar el calor perdido por los dispositivos, desde teléfonos móviles hasta motores de vehículos, y convertirlo directamente en electricidad útil.

El nanomaterial se fabrica mediante un proceso de producción basado en una solución a baja temperatura, lo que lo hace adecuado para recubrir plásticos flexibles para su uso en casi cualquier lugar.

"Entre las muchas fuentes de energía renovable, el calor residual no se ha considerado ampliamente, "dice Mohamad Nugraha, investigador postdoctoral en el laboratorio de Derya Baran. El calor residual emitido por máquinas y dispositivos podría ser recuperado por materiales termoeléctricos. Estas sustancias tienen una propiedad que significa que cuando un lado del material está caliente y el otro frío, una carga eléctrica se acumula a lo largo del gradiente de temperatura.

Hasta ahora, Los materiales termoeléctricos se han fabricado utilizando procesos costosos y que consumen mucha energía. Baran, Nugraha y sus colegas han desarrollado un nuevo material termoeléctrico fabricado mediante el recubrimiento por rotación de una solución líquida de nanomateriales llamados puntos cuánticos.

El equipo revistió una capa delgada de puntos cuánticos de sulfuro de plomo en una superficie y luego agregó una solución de ligandos enlazadores cortos que entrecruzan los puntos cuánticos para mejorar las propiedades electrónicas del material.

Después de repetir el proceso de recubrimiento por rotación capa por capa para formar una película de 200 nanómetros de espesor, El recocido térmico suave secó la película y completó la fabricación. "La investigación termoeléctrica se ha centrado en materiales procesados ​​a temperaturas muy altas, por encima de 400 grados Celsius, ", Dice Nugraha. El material termoeléctrico basado en puntos cuánticos solo se calienta hasta 175 grados Celsius. Esta temperatura de procesamiento más baja podría reducir los costos de producción y significa que los dispositivos termoeléctricos podrían formarse en una amplia gama de superficies, incluidos plásticos flexibles baratos.

El material del equipo mostró propiedades termoeléctricas prometedoras. Un parámetro importante de una buena termoeléctrica es el coeficiente de Seebeck, que corresponde al voltaje generado cuando se aplica un gradiente de temperatura. "Encontramos algunos factores clave que conducen al coeficiente de Seebeck mejorado en nuestros materiales, "Dice Nugraha.

El equipo también pudo demostrar que un efecto llamado confinamiento cuántico, que altera las propiedades electrónicas de un material cuando se reduce a la nanoescala, fue importante para mejorar el coeficiente de Seebeck. El descubrimiento es un paso hacia un alto rendimiento práctico, baja temperatura, generadores termoeléctricos procesados ​​en solución, Dice Nugraha.