Novo material termoelétrico ecológico converte calor em eletricidade

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Cientistas coreanos conseguiram produzir seleneto de prata de forma mais simples e amiga do ambiente, reduzindo a necessidade de pressões e temperaturas extremas para fabricar materiais termoelétricos.

Investigadores do Instituto Coreano de Investigação em Tecnologia Química (KRICT) desenvolveram um novo material termoelétrico que pode melhorar significativamente a conversão de calor em eletricidade, oferecendo aplicações promissoras na recuperação de energia e eletrónica de próxima geração.

A inovação centra-se num material feito de seleneto de prata (Ag₂Se), que os cientistas produziram através de um processo mais simples e ecológico do que os métodos tradicionais.

As suas descobertas, publicadas na revista Advanced Composites and Hybrid Materials, descrevem uma abordagem escalável que reduz a necessidade de temperaturas e pressões extremas normalmente exigidas no fabrico de materiais termoelétricos.

Os materiais termoelétricos são capazes de converter calor diretamente em eletricidade e vice-versa, tornando-os altamente atrativos para tecnologias como os sistemas de arrefecimento eletrónico e a captura de calor residual de operações industriais. No entanto, a produção de versões de alto desempenho destes materiais tem sido historicamente complexa e com um elevado consumo energético.

A equipa do KRICT resolveu este desafio criando nanopartículas de seleneto de prata através de um processo baseado em soluções. De seguida, melhoraram o material adicionando selénio extra, formando uma composição rica em selénio conhecida como Ag₂Se₁,₂. Uma etapa de tratamento térmico relativamente simples permitiu que as partículas se fundissem num sólido denso e de alto desempenho.

Um fator chave para a eficácia do material reside no baixo ponto de fusão do selénio. Durante o aquecimento, o selénio torna-se líquido e preenche as lacunas microscópicas entre as partículas, melhorando a densidade estrutural e a conectividade. Este processo aumenta a condutividade elétrica e reduz a transferência de calor através do material, dois fatores críticos para um desempenho termoelétrico eficiente, explica o Interesting Engineering.


Em testes laboratoriais, o material demonstrou resultados expressivos, atingindo um elevado “índice de mérito”, uma medida padrão de eficiência termoelétrica, juntamente com uma maior resistência mecânica. Os investigadores observaram ainda que o material é adaptável a diferentes formatos, o que significa que pode ser moldado em estruturas curvas ou flexíveis sem perder desempenho.

Esta flexibilidade abre caminho para uma vasta gama de aplicações. A curto prazo, a tecnologia poderá ser utilizada em sistemas energéticos de pequena escala que convertem o calor residual de fábricas, centros de dados ou instalações de energia solar térmica em electricidade utilizável. A longo prazo, isto poderá viabilizar dispositivos wearable autossuficientes, incluindo sensores de monitorização de saúde e tecnologias da Internet das Coisas (IoT).

Fonte: https://zap.aeiou.pt/material-termoelet ... ade-736613