El aprovechamiento de la energía residual ha sido el santo grial de la investigación de fuentes renovables, sin embargo, es inalcanzable por una serie de problemas técnicos… hasta ahora. El panel solar comercial podría ser sustituído por una placa, con este extraño material, la cual transforma el calor que se disipa en el ambiente, en electricidad.
Una placa de tecnología revolucionaria hecha de un extraño material que le pelea el podio al panel solar
Un grupo de investigadores adscritos a la Universidad de Ciencias de Tokio, en Japón, ha logrado crear una placa que tiene un efecto termoeléctrico del tipo transversal, con un semimetal llamado disiliciuro de tungsteno (WSi2 por sus siglas en inglés), siendo el primero en directo con esta clase de conversión.
Dicha placa se caracteriza por transformar el calor, que está a su alcance en potencia eléctrica útil. Analizaron las propiedades del semimetal, mediante una mezcla de simulaciones con modelos en computadora y con una serie de experimentos físicos para obtener resultados que convergieron en un rango definido.
Los materiales termoeléctricos perpendiculares: poseen propiedades superiores a los convencionales
La placa termoeléctrica en cuestión tiene una configuración electrónica que es única, que muestra un aspecto de Fermi con dimensiones mixtas. Los elementos termoeléctricos perpendiculares generan electricidad que circula en forma perpendicular a la dirección del calor. Así, su transformación eléctrica es mucho más eficiente.
Puesto que requiere menos puntos de contacto que los elementos que usan materiales termoeléctricos paralelos, los que producen voltajes que tienen direcciones contrarias que, aunque son muy fuertes, tienen mayor pérdida de potencia por efecto de la gran resistencia eléctrica que llevan consigo.
La placa termoeléctrica que reemplazará al panel solar hecha a partir del WSi2 presenta varias ventajas, respecto a los tradicionales termoeléctricos paralelos. Ya que requieren de un menor número de componentes para la generación de electricidad, a partir del calor que se desperdicia y el residual, lo que los hace tener un mayor rendimiento y eficiencia.
Los usos y aplicaciones de los dispositivos termoeléctricos perpendiculares
Esta placa termoeléctrica tiene muchas aplicaciones en diversos sectores en la recuperación del calor residual como fuente de electricidad. Ya que su capacidad de soportar altas temperaturas los hace muy adecuados para trabajar con la temperatura que expelen las calderas, hornos y otros equipos que operan en caliente.
De forma que son muy útiles en la industria química y metalúrgica, procesos de refinación de petróleo, plantas de fabricación de cemento, etc. En el sector de la movilidad también tiene usos muy interesantes. Cómo aprovechar el calor de los sistemas de escape de los vehículos, instalándolos en los sistemas de escape.
De igual forma, como no tienen partes móviles y su tamaño es muy compacto, resulta ideal para su empleo en pequeños espacios. Al aprovechar el calor en el ambiente producen una baja de temperatura. Por lo que se pueden utilizar como elementos de alta precisión para la refrigeración de equipos.
En salas de telecomunicaciones y de control industrial, así como en centros de datos. Con estos dispositivos es posible obtener una regulación de temperatura muy precisa para procesos delicados como son los que se llevan a cabo en las industrias farmacéuticas y de elaboración de alimentos y bebidas.
Igualmente, pueden generar energía a partir del calor residual bajo condiciones extremas, como en entornos hostiles, entre los que están las centrales nucleares o minas que se encuentren a grandes profundidades. Otras aplicaciones serían en misiones espaciales de larga duración donde se necesita una alta confiabilidad.
En conclusión, esta placa termoeléctrica que está hecha de disiliciuro de tungsteno tiene la capacidad de crear electricidad a partir del calor gracias a su efecto termoeléctrico del tipo transversal, que es poco convencional. De hecho, es la primera que hace la conversión siguiendo esta particularidad.
