Aunque los asientos para automóvil con clima controlado no vienen a la mente cuando piensa en eficiencia energética, la última tecnología que sustenta esta característica de los automóviles de lujo se basa en termoeléctricos, materiales que convierten la electricidad directamente en calefacción o refrigeración. En cambio, Los termoeléctricos también pueden canalizar el exceso de calor de los sistemas energéticamente ineficientes, como motores de automóviles o centrales eléctricas, recuperando este "calor residual" y convirtiéndolo en electricidad. Como resultado, Estos materiales ofrecen una fuente de energía potencialmente limpia para reducir el consumo de combustible y las emisiones de CO2.

En la actualidad, esta energía térmica se convierte con alta eficiencia, materiales termoeléctricos costosos. En los sistemas de escape de automóviles, por ejemplo, Los termoeléctricos de estado sólido recuperan el calor residual que puede resultar en ahorros de combustible de hasta un cinco por ciento, pero su alto costo impide que se utilicen en entornos de menor escala. Impulsar estos ahorros a través de materiales de menor costo podría tener un impacto significativo en la generación de energía para baterías o componentes electrónicos en computadoras.

Ahora, Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) están abordando este desafío "cambiando el presupuesto para la gestión de la energía térmica, "Dijo Jeff Urban, Director Adjunto de la Instalación de Nanoestructuras Inorgánicas en la Fundición Molecular, una instalación para usuarios de nanociencia.

"Históricamente, termoeléctricos de alta eficiencia han requerido altos costos, procesamiento intensivo de materiales, ”Dijo Urban. “Al diseñar un híbrido de materiales duros y blandos utilizando química de matraz sencilla en agua, hemos desarrollado una ruta que proporciona una eficiencia respetable con un bajo costo de producción ".

En su enfoque, Urban y sus colegas construyeron un material compuesto a nanoescala envolviendo un polímero que conduce la electricidad alrededor de una nanovarilla de telurio, un metal junto con cadmio en las células solares más rentables de la actualidad. Este material compuesto se moldea por centrifugación o se imprime fácilmente en una película a partir de una solución a base de agua. Junto con su facilidad de fabricación, este material híbrido también tiene una figura termoeléctrica de mérito miles de veces mayor que el polímero o la nanovarilla solos, un factor crucial para mejorar el rendimiento del dispositivo.

“En los últimos años, hemos visto enormes ganancias en la eficiencia termoeléctrica, pero hay una necesidad de bajo costo, materiales de eficiencia moderada que son fáciles de procesar y modelar en grandes áreas, "Dijo Rachel Segalman, un científico de la facultad en Berkeley Lab y profesor de Ingeniería Química y Biomolecular en la Universidad de California, Berkeley. “Teníamos mucha intuición sobre lo que funcionaría con polímeros y nanocristales, y ahora explorará el espacio de materiales para optimizar estos sistemas y cambiar a materiales más abundantes en la tierra ".