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Cientistas criam Materiais de Baixo Custo Termelétrica usando nanotecnologia

Published on November 5, 2010 at 7:08 PM

Apesar de assentos climatizados carro não vêm à mente quando você pensa em eficiência energética, a mais recente tecnologia subjacente a esta característica do automóvel de luxo é baseado em termelétricas materiais que convertem energia elétrica diretamente para aquecimento ou resfriamento.

Por outro lado, termelétricas também pode funil excesso de calor de sistemas de baixa eficiência energética, tais como motores de carro ou usinas de energia, recuperando esse "calor" e transformá-la em eletricidade. Como resultado, estes materiais oferecem uma fonte potencial de energia limpa para reduzir o consumo de combustível e emissões de CO2.

Usando simples à base de água química para embrulhar um polímero que conduz eletricidade em torno de um nanorod de telúrio, este composto termelétricas em nanoescala é facilmente girar fundido ou impresso em um filme.

Atualmente, esta energia térmica é convertido com alta eficiência, materiais caros termelétricas. Em sistemas de exaustão automotivo, por exemplo, de estado sólido termelétricas recuperar calor residual que pode resultar em economia de combustível de até cinco por cento, mas os seus bares de alto custo que eles sejam utilizados em menor escala configurações. Impulsionar essas economias através de materiais de baixo custo poderia ter um impacto significativo na geração de energia para as baterias ou componentes eletrônicos em computadores. Agora, Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) cientistas estão enfrentando este desafio "mudar o orçamento para o gerenciamento de energia térmica", disse Jeff Urban, Vice-Diretor do Mecanismo de Nanoestruturas inorgânicos na Fundição Molecular, uma instalação de usuário nanociência.

"Historicamente, de alta eficiência termelétricas têm exigido de alto custo, processamento de materiais-intensiva", disse Urban. "Por um híbrido de engenharia de materiais macios e duros com a química frasco direto na água, nós desenvolvemos uma rota que proporciona eficiência respeitável com um baixo custo de produção."

Em sua abordagem, Urban e seus colegas construíram um material composto por envolvimento em nanoescala um polímero que conduz eletricidade em torno de um nanorod de telúrio-um metal acoplado com cádmio em hoje mais rentável células solares. Este material composto é facilmente girar fundido ou impresso em uma película de uma solução à base de água. Junto com sua facilidade de fabricação, este material híbrido também tem uma figura termelétrica de milhares de vezes maior mérito do que os polímeros ou nanorod sozinho, um fator crucial para impulsionar o desempenho do dispositivo.

"Nos últimos anos, temos visto os ganhos de performance na eficiência da termelétricas, mas há uma necessidade de baixo custo, materiais de eficiência moderada que são fáceis de processo e padrão em grandes áreas", disse Rachel Segalman, um cientista da faculdade no laboratório de Berkeley e professor de Química e Engenharia Biomolecular da Universidade da Califórnia, Berkeley. "Nós tivemos um monte de intuição sobre o que iria trabalhar com polímeros e nanocristais, e agora vai explorar o espaço materiais para otimizar estes sistemas e mudar para materiais mais terra abundante."

Um artigo que apresenta esta pesquisa, intitulado "Água-processáveis ​​polímeros híbridos nanocristais para termelétricas", aparece na revista Nano Letters e está disponível para assinantes online. Co-autor do papel com Urbano e Segalman foram Kevin Veja, Joseph Feser, Cynthia Chen e Arun Majumdar.

Partes deste trabalho na Fundição Molecular foram apoiados pelo escritório da CORÇA da ciência.

Last Update: 7. October 2011 07:31

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