Tubos termoelétricos geram eletricidade em escapamentos de carros

Imagem: Pixabay

Há muito tempo se aguarda o desenvolvimento de materiais termoelétricos — que transformam calor em eletricidade — que permitam reciclar o calor dos motores dos automóveis e dos equipamentos industriais.

Pesquisadores coreanos descobriram agora que transformar os materiais termoelétricos disponíveis atualmente em soluções efetivas e práticas pode ser tão simples quanto alterar o formato com que esses materiais são fabricados.

Anéis termoelétricos feitos de PbTe tipo p (positivo) e tipo n (negativo) impressos em 3D são montados em módulos e, posteriormente, em tubos.

[Imagem: Jungsoo Lee et al. - 10.1002/aenm.202100190]

Jungsoo Lee e seus colegas do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia conseguiram pela primeira vez fabricar materiais termoelétricos em formato de tubo, que se mostraram muito mais eficientes do que o mesmo material fabricado em chapas e paralelepípedos, como feito atualmente.

A equipe criou o tubo termoelétrico usando uma tinta para impressora 3D feita de chumbo (Pb) e telúrio (Te). As partículas dos dois metais foram misturadas em um solvente de glicerol para ganhar viscoelasticidade.

Essa viscoelasticidade foi essencial para usar o material em uma impressora 3D, que pode ser usada para fabricar dispositivos termoelétricos em virtualmente qualquer formato, e não apenas em tubos, permitindo seu uso nas mais diversas aplicações.

Reciclagem de calor

Dar viscoelasticidade às partículas termoelétricas foi crucial para seu uso em uma impressora 3D.

[Imagem: Jungsoo Lee et al. - 10.1002/aenm.202100190]

O tubo resultante apresentou um alto desempenho termoelétrico em temperaturas entre 400 e 800 graus Celsius, sendo a faixa de temperatura dos gases do escapamento dos carros, um dos mercados mais promissores para a reciclagem de calor.

Mas a equipe vai começar a avaliar a eficiência dos seus tubos termoelétricos montando-os como chaminés. "Por meio dessa pesquisa, conseguiremos converter efetivamente o calor gerado pelas chaminés das fábricas, o tipo mais comum de fonte de calor residual, em eletricidade," disse o professor Jae Son.

Bibliografia:

Artigo — Doping-Induced Viscoelasticity in PbTe Thermoelectric Inks for 3D Printing of Power-Generating Tubes;
Autores — Jungsoo Lee, Seungjun Choo, Hyejin Ju, Jaehyung Hong, Seong Eun Yang, Fredrick Kim, Da Hwi Gu, Jeongin Jang, Gyeonghun Kim, Sangjoon Ahn, Ji Eun Lee, Sung Youb Kim, Han Gi Chae, Jae Sung Son;
Revista — Advanced Energy Materials;
DOI — 10.1002/aenm.202100190.