Materiales termoeléctricos, cruciales para el ahorro de energía
(NC&T) Los nuevos materiales termoeléctricos ya han resultado en un nuevo producto para un público amplio: una forma simple y eficiente de enfriar asientos de automóviles en climas cálidos. Los dispositivos, similares a los familiares calentadores de asientos de automóviles, proporcionan confort directamente al individuo, en vez de enfriar el automóvil entero, ahorrando costos de climatización y de energía.
La investigación se basa en el principio de enfriamiento y calentamiento termoeléctricos, descubierto a principios del siglo XIX y desarrollado en algunas aplicaciones prácticas en la década de 1960 por el profesor del MIT (y antiguo presidente del MIT) Paul Gray, entre otros.
Dresselhaus y otros de sus colegas ahora aplican la nanotecnología y otras tecnologías punta al campo.
Los dispositivos termoeléctricos se basan en el hecho de que cuando ciertos materiales son calentados, generan un voltaje eléctrico significativo. Por el contrario, cuando se les aplica un voltaje, se vuelven más calientes en un lado, y más fríos en el otro. El proceso surte efecto en diversos materiales, y funciona especialmente bien en los semiconductores (los materiales con los que se fabrican los chips). Pero siempre tuvo un gran inconveniente: es muy ineficiente.
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| | |  | | Mildred Dresselhaus ha participado en los trabajos. (Foto: Donna Coveney) |
El problema fundamental para crear materiales termoeléctricos eficientes es que necesitan ser muy buenos transmitiendo la electricidad, pero no el calor. De ese modo, un extremo del aparato puede calentarse mientras el otro permanece frío, en lugar de que el material iguale rápidamente la temperatura. En la mayoría de los materiales, la conductividad eléctrica y la térmica van de la mano. Así que los investigadores tuvieron que encontrar formas de modificar los materiales para separar las dos propiedades.
La clave para hacerlos más prácticos en esta nueva investigación fue crear materiales semiconductores especiales en los cuales se crearon diminutos patrones para alterar el comportamiento de los materiales. Esto puede incluir la incorporación de nanopartículas o nanocables en una matriz de otro material. Estas estructuras nanométricas interfieren con el flujo de calor pero permiten a la electricidad fluir libremente. De esta forma, hacer la nanoestructura más conveniente permite controlar de manera independiente estas características.
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