Cientistas aumentam a produção de energia do calor residual em 100 vezes com novas antenas ópticas

Um grupo de cientistas da Universidade do Colorado em Boulder desenvolveu um novo elemento para gerar energia a partir do calor dissipado que simplesmente voaria para o espaço. O novo desenvolvimento acabou sendo 100 vezes melhor do que dispositivos semelhantes anteriores, mas para fins comerciais, a eficiência do elemento deve ser aumentada em mais 100 ou 1000 vezes.

Retena ótica para gerar eletricidade a partir do calor em uma imagem de microscópio eletrônico de varredura. Fonte: Moddel Lab

As chamadas antenas retificadoras podem gerar eletricidade a partir de um campo eletromagnético externo (radiação de radiofrequência). Os cientistas criaram uma retena para gerar eletricidade a partir do calor. Na publicação Nature Communications, os pesquisadores falaram sobre o elemento baseado no efeito túnel. A tarefa foi definida de forma que, para coletar energia do calor, fosse necessário um elemento tão pequeno quanto possível, mas era necessário resolver o problema de aumento da resistência à medida que os elementos diminuem.

O efeito túnel, que os cientistas alcançaram no elemento, na verdade significa resistência zero à transição de um elétron e um aumento acentuado no nível de produção. Os pesquisadores conseguiram obter esse efeito depois de criarem uma lacuna entre duas camadas de dielétrico entre os contatos de junção – o chamado poço quântico. A seleção da lacuna e da espessura dos dielétricos era tal que o elétron se canalizava de um contato a outro, como se passasse por uma parede.

Os cientistas testaram uma série de mais de 250.000 retenes em forma de borboleta feitos de níquel, óxido de níquel, alumina, cromo e ouro, cada um com cerca de 11 nm de comprimento e 6 nm de largura. Verificou-se que a matriz mostra eficiência de conversão de 100 a 1000 vezes maior do que as retenas ópticas anteriores.

Apesar dos indicadores relativos elevados, a eficiência da matriz ficou no patamar de 0,001%. “Ainda temos um longo caminho a percorrer”, disse a autora do estudo, Amina Belkadi. “Talvez possamos aumentar a eficiência de conversão em mais 1000 vezes. Com eficiências de conversão de 1 a 2%, dada a enorme quantidade de energia desperdiçada no calor residual, as pessoas começarão a pendurar essas retenas nas paredes. ”