Els científics han desenvolupat un material adequat per al seu ús en generadors termoelèctrics basat en "l'efecte Nernst anòmal (ANE)" que augmenta el col·lector d'eficiència de generació de voltatge. Aquests dispositius es poden portar còmodament en formes i mides flexibles per alimentar petits gadgets, substituint així bateries.
L'efecte termoelèctric comporta la interconversió d'energia tèrmica i electricitat; anomenat efecte Seebeck, quan la calor es converteix en un potencial elèctric en la unió de dos metalls diferents i, a l'inrevés s'anomena efecte Peltier, és a dir, la conversió d'un potencial elèctric en generació de calor.
La calor és abundant i, de vegades, es desaprofita, que es podrien recollir per alimentar dispositius elèctrics. Hi ha hagut molts esforços en el passat per desenvolupar una tecnologia comercialment viable per collir calor. El basat en l'efecte Seebeck no va poder veure la llum per diverses limitacions.
Un fenomen menys conegut anomenat Efecte Nernst anòmal (ANE), és a dir, l'aplicació del gradient de temperatura en un material magnètic genera tensió elèctrica perpendicular al flux de calor i també s'ha aplicat en el passat per a la recollida de calor i la seva conversió en electricitat. No obstant això, el seu potencial s'ha limitat a falta de materials adequats, no tòxics, de fàcil accés i de baix cost.
La recerca d'aquest material adequat sembla que s'ha acabat ara! Els investigadors han informat recentment de fabricar un aliatge que no és tòxic, que és fàcilment disponible, que és prou econòmic i mal·leable per convertir-se en pel·lícules primes per satisfer els requisits. Utilitzant el procés de dopatge, els investigadors van fer Fe3Al o FE3Ga (75% ferro i 25% alumini o gal·li). Quan es va utilitzar aquest material, la tensió generada es va incrementar 20 vegades.
Aquest material recentment desenvolupat sembla ser molt prometedor i es pot utilitzar per dissenyar materials prims i flexibles capaços de collir el calor residual eficaçment per convertir-se en tensió elèctrica, prou adequada per alimentar petits dispositius.
El descobriment d'aquest material, que és just en termes de propietats, podria ser possible a causa de la disponibilitat de tecnologies computacionals numèriques automatitzades d'alta velocitat, superant de manera efectiva les limitacions de l'antic mètode de desenvolupament de materials basat en la "repetició" i els "refinaments". .
***
Fonts:
1. Universitat de Tòquio 2020. Nota de premsa. Element abundant per alimentar petits dispositius. Un generador prim a base de ferro utilitza la calor residual per proporcionar petites quantitats d'energia. Publicat el 28 d'abril de 28. Disponible en línia a https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00106.html Accés el 08 de maig de 2020.
2. Sakai, A., Minami, S., Koretsune, T. et al. Ferroimants binaris a base de ferro per a conversió termoelèctrica transversal. Nature 581, 53–57 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2230-z
***