Convertir el calor residual en electricidad

Universidad de Arizona encontrando nuevas formas de cosechar energía a través del calor, este sueño se va a convertir en realidad.

Equipo de Investigación de la Universidad de Arizona:

El equipo de investigación está dirigido por Charles Staffor. Es profesor asociado de física y, junto con su equipo, trabajó en la recolección de energía de los residuos. Los hallazgos del equipo fueron publicados en la edición de septiembre de 2010 de la revista científica ACS Nano.

Justin Bergfield, autor y candidato al doctorado en la Facultad de Ciencias Ópticas de la UA, comparte su opinión: «La termoelectricidad puede convertir el calor directamente en energía eléctrica en un dispositivo sin partes móviles. Nuestros colegas en el campo nos dicen que están seguros de que el dispositivo que hemos diseñado en la computadora puede ser construido con las características que vemos en nuestras simulaciones».

Ventajas:

Eliminación de materiales que agotan la capa de ozono: El uso del calor residual como forma de energía eléctrica tiene múltiples ventajas. Mientras que, por un lado, el uso del modelo teórico de la termoelectricidad molecular ayuda a aumentar la eficiencia de los automóviles, las fábricas de centrales eléctricas y los paneles solares, por otro lado, los materiales termoeléctricos eficientes hacen que los clorofluorocarbonos que agotan la capa de ozono, o CFC, sean anticuados.

Diseño más eficiente:

El jefe del equipo de investigación, Charles Stafford, espera resultados positivos porque espera que el voltaje termoeléctrico que utiliza su diseño sea 100 veces mayor que el que otros han logrado. Si el diseño del equipo, que han hecho en un ordenador, funciona, será un sueño hecho realidad para todos aquellos ingenieros que querían capturar y aprovechar la energía perdida a través de los residuos pero no disponen de los dispositivos eficientes y económicos necesarios para ello.

No hay necesidad de mecánicos:

El dispositivo de conversión de calor inventado por Bergfield y Stafford no requiere ningún tipo de máquinas o productos químicos que agotan la capa de ozono, como en el caso de los refrigeradores y las turbinas de vapor, que antes se utilizaban para convertir los residuos en energía eléctrica. Ahora, el mismo trabajo se realiza intercalando un polímero parecido al caucho entre dos metales, que actúa como un electrodo. Los dispositivos termoeléctricos son autónomos, no necesitan piezas móviles y son fáciles de fabricar y mantener.

Utilización de Waste Energy :

La energía se obtiene de muchas maneras utilizando los residuos del coche y de la fábrica. Los residuos de automóviles y de fábrica se pueden utilizar para generar electricidad recubriendo los tubos de escape con un material delgado, que es la millonésima parte de una pulgada. Los físicos también se aprovechan de la ley de la física cuántica, que aunque no se utiliza con la suficiente frecuencia, da grandes resultados cuando se trata de generar energía a partir de los residuos.

Ventaja sobre Energía solar :

Los dispositivos moleculares termoeléctricos pueden ayudar a cosechar la energía del sol y reducir la dependencia de las células fotovoltáicas, cuya eficiencia en la cosecha de la energía solar está disminuyendo.
Cómo funciona

Aunque habían trabajado en la molécula y pensaban usarla para un dispositivo termoeléctrico, Bergfield y Stafford no habían encontrado nada especial hasta que un estudiante universitario descubrió que estas moléculas tenían características especiales. Un gran número de moléculas se intercalaron entre los electrodos y se expusieron a una fuente de calor estimulada. El flujo de electrones a lo largo de la molécula fue dividido en dos una vez que se encuentra con un anillo de benceno, con un flujo de electrones siguiendo a lo largo de cada brazo del anillo.

El circuito del anillo de benceno fue diseñado de tal manera que el electrón viaja una distancia más larga alrededor de los anillos en una trayectoria, lo que hace que los dos electrones estén fuera de fase cuando llegan al otro lado del anillo de benceno. Las olas se anulan unas a otras en la reunión. La interrupción causada en el flujo de carga eléctrica debido a la variación de la temperatura acumula tensión entre los electrodos.

Los efectos observados en las moléculas no son únicos porque cualquier dispositivo de escala cuántica con cancelación de carga eléctrica mostrará un efecto similar si hay una diferencia de temperatura. Con el aumento de la diferencia de temperatura, la energía generada también aumenta.

Los dispositivos termoeléctricos diseñados por Bergfield y Stafford pueden generar energía que puede encender una bombilla de 100 vatios o aumentar la eficiencia del coche en un 25%.

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