Las diversas industrias, conscientes de su compromiso en la lucha contra el cambio climático y de evitar las emisiones de gases de efecto invernadero hacia la atmósfera, han buscado fuentes energéticas ecológicas y limpias, respetuosas del ambiente. En este sentido, Japón ha inventado un imán que transforma el calor en energía y altera la realidad debido a su gran poder. Observamos más de cerca en qué consiste.
Los imanes y la industria sostenible
Los imanes son equipos que tienen gran demanda en las factorías, sobre todo donde se fabrican partes y piezas de productos asociados a la transición energética, como son coches eléctricos, paneles fotovoltaicos, aerogeneradores, entre otros. Entre los más comunes y utilizados en la industria están los permanentes fabricados con tierras raras, aunque últimamente están siendo sustituidos por los del tipo termoeléctrico.
Los cuales aprovechan una propiedad conocida como efecto Seebeck que consiste en que el calor va en dirección paralela a la de la corriente eléctrica y en la misma dirección. Sin embargo, su construcción tiene importantes impactos ambientales por los materiales utilizados, por lo que se está en busca de otros con los cuales construirlos de una manera más limpia. Y parece que Japón lo ha conseguido al fin.
El imán termoeléctrico construido por Japón sin minerales críticos
El trabajo combinado entre científicos de las universidades de Nagoya y Tokio junto con el Instituto Nacional de Ciencia de Materiales de Japón, ha permitido el diseño y construcción de un imán termoeléctrico que tiene la capacidad de producir electricidad a partir del calor utilizando una técnica llamada “conversión termoeléctrica transversal” por lo que puede generar una potencia de densidad muy alta.
La cual se ubica en unos increíbles 56,7 mW / cm² a temperatura ambiente. Esta técnica, que viene a sustituir la que se basa en el efecto Seebeck, utiliza un fenómeno llamado efecto Nernst anómalo con el que se produce una corriente eléctrica que es normal o perpendicular a la dirección de flujo de calor (este invento será usado por los nipones en su proyecto más complejo, que sería completado en el año 2050).
Aunque esto abrirá un abanico de posibilidades en lo que se refiere a la miniaturización y la integración y hace que el diseño sea menos complejo, el verdadero valor está en los materiales necesarios los cuales no contienen minerales críticos como las tierras raras. Por otra parte, este diseño es del tipo híbrido, ya que ha combinado en un mismo material la conversión térmica con el magnetismo gracias a una estructura que es multicapa.
Pero con una geometría inclinada, la que usa un material del tipo termoeléctrico Bi₀,₂Sb₁,₈Te₃ que se sintetiza fundiéndolo con un fuerte imán permanente de cobalto con samario. Finalmente, se optimiza la dirección de los flujos eléctricos y térmicos dividiéndolos en ángulos diferentes. De esta forma, Japón ha obtenido un imán termoeléctrico que es 100 veces más poderoso que cualquiera construido hasta ahora.
Sus posibles aplicaciones y usos en la industria
Este elemento presenta una gran versatilidad en distintos sectores de Japón como el de la fabricación de electrodomésticos, generación de electricidad, fábricas automotrices, etc. en las que se puede aprovechar el calor residual para convertirlo en electricidad. Igualmente, como es un fuerte material que se adhiere a superficies de metal, puede ser instalado para fijar piezas en transformadores de potencia o en motores.
Concluyendo, este poderoso imán termoeléctrico creado por Japón (que es tan relevante como el reactor que produce hidrógeno ilimitado) permite convertir calor residual en electricidad aprovechando el efecto Nernst anómalo, en lugar del tradicional efecto Seebeck. De esta forma ha creado un elemento tan poderoso que incluso distorsiona la realidad con materiales de construcción que son sostenibles.
