Agregar elasticidad a las impresionantes propiedades de los materiales conocidos como termoeléctricos podría ayudarnos a conservar más energía, Los investigadores de KAUST lo han demostrado.

Desde chips para portátiles y tubos de escape de automóviles hasta maquinaria industrial, para la mayoría de los dispositivos, gran parte de la energía que consumen se pierde en forma de calor. Los materiales termoeléctricos flexibles pueden absorber este calor y convertirlo nuevamente en electricidad útil que podrían usar para maximizar la producción eléctrica.

La clave del comportamiento útil de los materiales termoeléctricos, como telururo de bismuto y telururo de antimonio, es que cuando un lado del material está caliente y el otro lado está frío, generan espontáneamente un voltaje eléctrico. Cuanto mayor sea el gradiente de temperatura, más energía generan. Pero hasta la fecha Los generadores termoeléctricos (TEG) se han fabricado casi invariablemente a partir de bloques sólidos de materiales termoeléctricos.

"Imaginamos que un TEG estirable lograría más potencia de salida, ya que puede mantener fácilmente una distancia más larga entre el extremo caliente y el extremo frío, "dijo Muhammad Hussain, Catedrático de Ingeniería Eléctrica en KAUST, quien dirigió la investigación. El extremo frío del TEG estirable se puede alejar más de la fuente de calor, maximizando el gradiente de temperatura.

El equipo de Hussain fabricó los TEG flexibles recubriendo con telururo de bismuto o telururo de antimonio sobre un sustrato de papel o polímero flexible con forma helicoidal. Hussain explicó que esta arquitectura helicoidal es lo que permitió que el TEG se flexionara y estirara en cualquier dirección mientras mantenía su integridad mecánica.

Una forma de espiral simple, hecho de un sustrato de papel (que tiene menor conductividad térmica que el polímero), fue el mejor diseño, generando más del doble de potencia cuando está estirado que cuando está acostado.

Hussain tiene en mente un par de aplicaciones iniciales para sus TEG elásticos. "Para dispositivos portátiles, pueden ser muy útiles, ", dice." Otra área inmediata que estamos investigando es la energía termoeléctrica de barcos y automóviles. Su superficie superior está bajo el sol y su superficie inferior siempre está en el agua o en la sombra ".

"Los TEG extensibles se pueden utilizar en casi cualquier aplicación en la que haya calor residual para recuperar, Añadió Hussain. Tradicionalmente, para mejorar la producción de energía de un TEG, el proceso de pensamiento se ha centrado singularmente en mejorar las propiedades termoeléctricas de varios materiales termoeléctricos. Hemos demostrado claramente que la arquitectura del TEG es igualmente importante para mejorar la producción de energía independientemente del material termoeléctrico utilizado ".