La presión mejora la capacidad de los materiales para convertir el calor en electricidad y podría potencialmente usarse para crear generadores limpios. según un nuevo trabajo de un equipo que incluye a Alexander Goncharov y Viktor Struzhkin de Carnegie publicado en Materiales de la naturaleza .

Las fuentes de energía alternativas son clave para combatir el cambio climático causado por las emisiones de carbono. Los compuestos con capacidades termoeléctricas pueden convertir la energía innata, necesidad física de extenderse de un lugar caliente a un lugar frío en energía, recolectando electricidad del diferencial de temperatura. En teoria, Los generadores construidos con estos materiales podrían usarse para recuperar electricidad del calor "desperdiciado" emitido por otros procesos, haciendo importantes contribuciones al presupuesto energético de la nación.

Sin embargo, Los ingenieros no han podido mejorar el rendimiento a temperatura ambiente de ningún material termoeléctrico en 60 años. lo que significa que los dispositivos construidos para aprovechar esta capacidad solo son prácticos para algunas aplicaciones muy específicas, incluyendo gasoductos remotos y naves espaciales.

"Nuestra medición de la eficiencia de la termoelectricidad a temperatura ambiente no ha cambiado en más de medio siglo, ", dijo Goncharov." Los compuestos termoeléctricos han demostrado un rendimiento mejorado a altas temperaturas, pero realmente necesitamos que funcionen bien a temperatura ambiente para aprovechar al máximo su potencial de energía verde ".

Este es precisamente el tipo de problema que la ciencia de los materiales está preparada para abordar.

El equipo de investigación, dirigido por Liu-Cheng Chen del Centro de Investigación Avanzada en Ciencia y Tecnología de Alta Presión, descubrió que podían mejorar la capacidad termoeléctrica del seleniuro de plomo aplicando presión y mezclando partículas cargadas de cromo.

Al exprimir el material en la celda del yunque de diamante, que actuó como una especie de "presión química", y agregar el cromo, se alentó al seleniuro de plomo a realizar una reordenación estructural a nivel atómico, permitiendo la demostración más eficiente de generación termoeléctrica a temperatura ambiente jamás registrada.

Menos de 30, 000 veces la presión atmosférica normal, el seleniuro de plomo dopado con cromo pudo producir electricidad con la misma eficiencia que los materiales termoeléctricos de alto rendimiento a 27 grados Celsius (80 grados Fahrenheit).

"Nuestro trabajo presenta una nueva forma de utilizar técnicas de compresión para mejorar el rendimiento termoeléctrico, acercándonos a aplicaciones prácticas que podrían ayudar a combatir el cambio climático, ", concluyó Xiao-Jia Chen del Centro de Investigación Avanzada en Ciencia y Tecnología de Alta Presión (anteriormente de Carnegie).