¿Qué pasaría si pudiera imprimir fácilmente una capa delgada de material, para usar en cualquier lugar, que le permitiera crear recolectores de energía o refrigeradores flexibles? Puede que pronto sea una realidad.

La conversión termoeléctrica es una tecnología de conversión de energía de estado sólido y respetuosa con el medio ambiente con amplias aplicaciones que incluyen refrigeración de estado sólido, captación de energía y recuperación de calor residual.

Los dispositivos termoeléctricos flexibles son especialmente atractivos para la recuperación de calor residual a lo largo de superficies contorneadas y para aplicaciones de recolección de energía para sensores de potencia. Dispositivos biomédicos y dispositivos electrónicos portátiles:un área que experimenta un crecimiento exponencial. Sin embargo, obteniendo bajo costo, Los materiales termoeléctricos flexibles y eficientes son extremadamente difíciles debido a muchos materiales y desafíos de fabricación.

En el trabajo dirigido por el profesor Yanliang Zhang en la Universidad Estatal de Boise, Se fabricaron películas y dispositivos termoeléctricos flexibles de alto rendimiento y bajo costo mediante un innovador proceso de serigrafía que permite la conversión directa de nanocristales en dispositivos termoeléctricos flexibles.

El control preciso de la forma de los nanocristales de partida y la química de la superficie y la optimización del proceso de nano-tinta y serigrafía son los factores clave que dan lugar a rendimientos sin precedentes en los materiales termoeléctricos impresos.

El documento sobre este trabajo, "Películas termoeléctricas flexibles y de alto rendimiento mediante cristales de nanoplacas procesados ​​con solución de serigrafía, "se publica en el Informes científicos sitio web. La colaboración con la empresa emergente de alta tecnología ThermoAura, centrándose en la síntesis de nanocristales, también contribuyó al éxito de este trabajo.

Basado en el análisis de costos inicial, las películas serigrafiadas pueden realizar dispositivos termoeléctricos a 2-3 centavos por vatio, un orden de magnitud más bajo que los dispositivos comerciales actuales de última generación. Tal reducción de costos convertiría a la termoeléctrica en una tecnología de conversión de energía muy competitiva que podría abrir tremendamente los mercados en gran parte poco explorados sobre la recuperación de calor residual.

Este método de impresión aditiva no solo beneficiará a la termoeléctrica, pero también dan como resultado un enfoque de fabricación disruptivo para otros dispositivos electrónicos y tecnologías de conversión o almacenamiento de energía de costo ultrabajo y flexibilidad.

La visión de Zhang de unir la fabricación aditiva y la tecnología energética avanzada para permitir importantes avances tecnológicos también ha sido reconocida por una importante agencia de financiación federal. Recientemente recibió un premio de infraestructura del Departamento de Energía de EE. UU. Para invertir en un equipo avanzado de impresión aditiva y establecer capacidades de fabricación aditiva de vanguardia en Boise State.

Esta nueva capacidad permitirá a los estudiantes realizar investigaciones de vanguardia sobre la fabricación aditiva y sus aplicaciones en sensores de impresión. electrónica flexible y sistemas de conversión y almacenamiento de energía.