Nueva vía para generar electricidad a partir del calor residual

Unos científicos han desarrollado semiconductores orgánicos que podrían ayudar a generar electricidad a partir del calor residual liberado en instalaciones industriales e incluso viviendas. Ese calor se produce de manera inevitable como efecto del funcionamiento de máquinas o durante muchos otros procesos y representa una energía desperdiciada.

Los generadores termoeléctricos que pueden generar electricidad a partir de cambios de temperatura o gradientes de temperatura son muy adecuados para aprovechar el calor residual. Estos dispositivos son respetuosos con el medio ambiente y no tienen piezas móviles, lo que los hace bastante resistentes al desgaste. Su eficacia en la conversión de energía depende de que se minimice la conductividad térmica de sus componentes y se maximice su conductividad eléctrica y su capacidad de producir una corriente termoeléctrica.

En el corazón de los generadores termoeléctricos hay dos materiales electrónicamente diferentes, un semiconductor de tipo n y un semiconductor de tipo p, que se unen en sus extremos para formar un circuito. Por lo tanto, la eficiencia de conversión de esos generadores depende de que ambos tipos de semiconductores ofrezcan un rendimiento óptimo.

Los materiales termoeléctricos orgánicos han surgido recientemente como una alternativa a los tradicionales debido a que son más fáciles de procesar y menos tóxicos que sus homólogos inorgánicos convencionales, más baratos. Estos nuevos materiales también presentan una menor conductividad térmica, pero su rendimiento termoeléctrico sigue siendo insuficiente. Normalmente, los semiconductores orgánicos dopados de tipo n no son estables en condiciones ambientales y presentan conductividades eléctricas más bajas que las de sus equivalentes de tipo p.

Aprovechar el calor residual de instalaciones industriales para generar electricidad a partir de él con una eficiencia mucho mayor que la conseguida hasta ahora, es una meta que ahora está mucho más cerca gracias al avance logrado por equipo de Iain McCulloch y Hu Chen. (Imagen: © 2021 Morgan Bennett Smith)

El equipo de Iain McCulloch y Hu Chen, ambos de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá (KAUST) en Arabia Saudita, ha desarrollado ahora semiconductores orgánicos de tipo n que son mucho más estables y que podrían ayudar de manera eficiente y duradera a generar electricidad a partir del calor residual liberado por instalaciones industriales y viviendas. Estos polímeros tienen un buen potencial comercial.

El equipo planea ahora desarrollar métodos que permitan integrar con facilidad estos materiales en generadores termoeléctricos. (Fuente: NCYT de Amazings)