(PhysOrg.com) - Un estudio publicado en la revista de la American Chemical Society Nano letras revela que las termocélulas basadas en electrodos de nanotubos de carbono podrían eventualmente usarse para generar energía eléctrica a partir del calor desechado por las plantas químicas, automóviles y granjas de células solares.

La investigación fue una colaboración conjunta entre Baratunde Cola, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Mecánica George W. Woodruff en Georgia Tech, y un equipo internacional de investigadores de EE. UU., Australia, Porcelana, India y Filipinas.

Reajuste salarial, director del Grupo de Investigación de Transporte y Sistemas de Nanoingeniería (NEST) de Georgia Tech, describió el estudio como un gran avance en la recolección eficiente de energía eléctrica de varias fuentes de escape o calor desperdiciado.

"Nuestro laboratorio NEST tuvo la suerte de trabajar en equipo con el Instituto NanoTech del Dr. Ray Baughman en UT Dallas y el Instituto de Investigación de Polímeros Inteligentes del Dr. Gordon Wallace en Wollongong, Australia, en el último año de una larga colaboración que resolvió problemas técnicos clave, " él dijo. "Trajimos ojos nuevos, así como nuestro conocimiento y experiencia con la ingeniería de transferencia de calor desde la nanoescala hasta la escala de dispositivos prácticos hasta el problema, que proporcionó un eslabón perdido clave. El equipo trabajará en conjunto para permitir avances adicionales que se requieren para que esta tecnología alcance su máximo potencial comercial ".

La recolección eficiente de la energía térmica que actualmente se desperdicia en plantas industriales o a lo largo de tuberías también podría crear fuentes locales de energía limpia que, a su vez, podrían usarse para reducir costos y reducir la huella energética de una organización.

Las nuevas termocélulas utilizan electrodos de nanotubos que triplican la eficiencia de conversión de energía en comparación con los electrodos convencionales.

Una de las termocélulas demostradas se parece a las pilas de botón que se utilizan en los relojes, calculadoras y otros dispositivos electrónicos pequeños. Una diferencia clave, sin embargo, es que estas nuevas termocélulas pueden generar electricidad de forma continua, en lugar de agotarse como una batería. La investigación encontró otras termocélulas, así como, incluidos los llenos de electrolitos, láminas de nanotubos separados por textiles que se pueden envolver alrededor de tuberías que transportan corrientes de desechos calientes de plantas de fabricación o de energía eléctrica. La diferencia de temperatura entre la tubería y su entorno produce una diferencia de potencial electroquímico entre las láminas de nanotubos de carbono, que utilizan las termocélulas para generar electricidad.

El equipo de investigación estima que los nanotubos de carbono de paredes múltiples en termocélulas grandes podrían eventualmente producir energía a un costo de alrededor de $ 2.76 por vatio a partir de energía residual disponible gratuitamente. en comparación con un costo de $ 4,31 por vatio para las células solares, que solo se puede usar cuando brilla el sol. A menor escala, Las termocélulas del tamaño de una celda de botón podrían usarse para alimentar sensores o circuitos electrónicos.

Las nuevas termocélulas aprovechan la excepcional electrónica, mecánico, Propiedades térmicas y químicas de los nanotubos de carbono. El área de superficie gigante de los nanotubos y la estructura electrónica única que ofrecen su pequeño diámetro y su estructura casi unidimensional ofrecen altas densidades de corriente. que mejoran la producción de energía eléctrica y la eficiencia de la recolección de energía.

"Los georgianos han trabajado con apoyo estatal, y en asociación con iniciativas como el Strategic Energy Institute en Georgia Tech, para obtener ganancias significativas en la producción de energía renovable, ”Dijo Cola. "Pero para convertirse en un estado energético líder, debemos explorar cada vez más nuevas formas de extraer y utilizar todas las formas de energía. Aprovechar el calor residual como electricidad es una de las direcciones que toma nuestro Laboratorio NEST con socios internacionales para ayudar a proporcionar más opciones de energía renovable para Georgia y el mundo ".

Esta investigación fue patrocinada por la Oficina de Investigación Naval, la Fundación Nacional de Ciencias, La Fundación Welch y el Consejo Australiano de Investigación.

Cola recibió recientemente el Premio de Jóvenes Docentes de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) de 2009 por su trabajo en la conversión de energía solar. Como director del Laboratorio NEST, su investigación se centra en la realización de los beneficios de la nanociencia en aplicaciones relacionadas con la recolección de energía térmica residual, conversión de energía solar, y gestión térmica de sistemas electrónicos y energéticos.