Una amplia variedad de dispositivos electrónicos portátiles y portátiles se han convertido en una gran parte de nuestra vida diaria, por lo que un grupo de investigadores de la Universidad de Stanford se preguntó si estos podrían funcionar recolectando electricidad del calor residual que existe a nuestro alrededor.

La inspiración adicional provino del deseo de fabricar en última instancia dispositivos de conversión de energía a partir de los mismos materiales que los propios dispositivos activos, para que puedan integrarse como parte integral del sistema total. Hoy dia, Muchas fuentes de alimentación de nanodispositivos biomédicos provienen de varios tipos de baterías que deben separarse de la parte activa de los sistemas. que no es ideal.

En Letras de física aplicada , Los investigadores informan sobre el diseño y fabricación de dispositivos termoeléctricos de nanotubos de carbono de pared simple sobre sustratos flexibles de poliimida como base para convertidores de energía portátiles.

"Los nanotubos de carbono son materiales unidimensionales, conocido por sus buenas propiedades termoeléctricas, lo que significa desarrollar un voltaje a través de ellos en un gradiente de temperatura, "dijo Eric Pop, profesor de ingeniería eléctrica y ciencia de los materiales. "El desafío es que los nanotubos de carbono también tienen una alta conductividad térmica, lo que significa que es difícil mantener un gradiente térmico a través de ellos, y ha sido difícil ensamblarlos en generadores termoeléctricos a bajo costo ".

El grupo utiliza redes de nanotubos de carbono impresos para abordar ambos desafíos.

"Por ejemplo, Las redes de espagueti de nanotubos de carbono tienen una conductividad térmica mucho menor que los nanotubos de carbono tomados solos, debido a la presencia de uniones en las redes, que bloquean el flujo de calor, "Pop dijo". Además, la impresión directa de tales redes de nanotubos de carbono puede reducir significativamente su costo cuando se amplían ".

Los dispositivos termoeléctricos generan energía eléctrica localmente "reutilizando el calor residual de los dispositivos personales, accesorios, vehículos procesos comerciales e industriales, servidores informáticos, iluminación solar variable en el tiempo, e incluso el cuerpo humano, "dijo Hye Ryoung Lee, autor principal y científico investigador.

"Para eliminar los obstáculos a la aplicación a gran escala de materiales termoeléctricos:toxicidad, escasez de materiales, fragilidad mecánica:los nanotubos de carbono ofrecen una excelente alternativa a otros materiales de uso común, "Dijo Lee.

El enfoque del grupo demuestra un camino hacia el uso de nanotubos de carbono con electrodos imprimibles en sustratos de polímero flexible en un proceso que se prevé será económico para la fabricación de grandes volúmenes. También es "más ecológico" que otros procesos, porque se utiliza agua como disolvente y se evitan dopantes adicionales.

Los recolectores de energía flexibles y portátiles se pueden incrustar en telas o ropa o colocarse en formas y factores de forma inusuales.

"A diferencia de, Los termoeléctricos tradicionales que dependen del telururo de bismuto son frágiles y rígidos. con aplicaciones limitadas, ", Dijo Pop." Los termoeléctricos a base de carbono también son más respetuosos con el medio ambiente que los que se basan en materiales raros o tóxicos como el bismuto y el telurio ".

El concepto más importante en el trabajo del grupo es "reciclar la energía tanto como podamos, convertir la distribución desigual del calor en energía eléctrica para su uso en el siguiente ciclo de funcionamiento, que demostramos mediante el uso de generación termoeléctrica no tóxica basada en nanotubos, "dijo Yoshio Nishi, profesor de ingeniería eléctrica. "Este concepto está en total alianza con el objetivo mundial de reducir nuestro consumo total de energía".