En estos días la pintura se está convirtiendo en mucho más de lo que solía ser. Ya los investigadores han desarrollado la pintura fotovoltaica, que puede ser utilizada para hacer "pintura en células solares"que capturan la energía del sol y la convierten en electricidad. Ahora en un nuevo estudio, los investigadores han creado pintura termoeléctrica que captura el calor residual de las superficies calientes pintadas y la convierte en energía eléctrica.
"Espero que la técnica de pintura termoeléctrico se pueda aplicar a residuos de recuperación de calor de superficies de fuentes de calor a gran escala, tales como edificios, autos y barcos," dijo Jae Sung Son, un coautor del estudio e investigador en el Ulsan Instituto Nacional de ciencia y tecnología (UNIST).
-Por ejemplo, la temperatura de la azotea de un edificio y paredes aumenta a más de 50 ° C en el verano,"dijo él. "Si aplicamos pintura térmica en las paredes, podemos convertir enormes cantidades de calor residual en energía eléctrica."
La pintura térmica se ve muy diferente de los materiales termoeléctricos convencionales, que generalmente se fabrican como virutas planas, rígidas. Estos dispositivos se unen entonces a los objetos de forma irregular que emiten calor residual, tales como motores, centrales eléctricas y refrigeradores. Sin embargo, el contacto incompleto entre las superficies de estas curvas y los resultados de generadores termoeléctricos planos pierden inevitable calor, disminuyendo la eficiencia global.
En el nuevo estudio publicado en Nature Communications, Sung Hoon Park et al., de UNIST, el Instituto Coreano de ciencia y tecnología(KIST) y el Instituto de investigación electrotécnica de Corea, han abordado este tema de contacto incompleto al demostrar que la pintura termoeléctrica se adhiere fácilmente a la superficie de prácticamente cualquier forma.
La pintura térmica contiene el Telururo de bismuto termoeléctrico partículas (Bi2Te3), que se usan comúnmente en dispositivos termoeléctricos convencionales. Los investigadores añadieron sinterización molecular que, al calentarse, hacen que las partículas termoeléctricas que se aglutinan, aumentando la densidad de estas partículas en la pintura junto con su eficiencia de conversión energética (los valores ZT son hasta 0.67 para tipo n y 1.21 para partículas tipo p).
Los investigadores demostraron que la pintura termoeléctrica puede ser pintada sobre una variedad de superficies curvas de emisión de calor. Después de la sinterización durante 10 minutos a 450 ° C,las capas pintadas forman una película uniforme de aproximadamente 50 micrómetros de grosor.
Las pruebas demostraron que los dispositivos pintados con la pintura termoeléctrica exhiben una densidad de energía de alto rendimiento (4 mW/cm2 para dispositivos de tipo en el plano) y 26.3 mW/cm2 para el tipo de plano a través de dispositivos. Estos valores son competitivoss con materiales termoeléctricos convencionales y mejor que todos los dispositivos termoeléctricos basados en tintas y gomas.
Además de las tradicionales Aplicaciones termoeléctricas, los investigadores esperan que la pintura termoeléctrica tenga el potencial para ser utilizada como cosechadoras de usable energía termoeléctrica. La tecnología desarrollada aquí también podría ser utilizada en impresos 3D y en arte electrónico pintado. Los investigadores planean seguir aún más con estas aplicaciones en el futuro.
Estamos planeando el desarrollo sala-temperatura-procesable, resistente al aire y pintura escalable termoeléctrica y procesos de pintura para aplicaciones prácticas", dijo Son.
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