Un equipo de investigación dirigido por QUT ha desarrollado una película ultrafina y flexible que podría alimentar dispositivos portátiles de próxima generación utilizando el calor corporal, eliminando la necesidad de baterías. La tecnología también podría usarse para enfriar chips electrónicos, lo que ayudaría a que los teléfonos inteligentes y las computadoras funcionen de manera más eficiente.
Profesor Zi Geng Chen, cuya nueva investigación del equipo fue publicada en la revista Cienciadijo que el avance aborda un desafío importante en la creación de dispositivos termoeléctricos flexibles que convierten el calor corporal en energía. Este enfoque ofrece una fuente de energía sostenible para dispositivos electrónicos portátiles, así como un método de enfriamiento eficiente para chips.
Junto con el profesor Chen, los investigadores de QUT que contribuyen al estudio incluyen al primer autor, el Sr. Wen Chen, el Dr. Zhao Li Shi, el Dr. Meng Li, el Sr. Yuan Qingmao y la señorita Changyi Liu, todos en generación de energía con cero emisiones de carbono de ARC Research. Centro. Neutralidad, Escuela de Química y Física QUT y Centro QUT de Ciencia de Materiales.
Otros miembros del equipo de investigación son el Sr. Ting Liu, el profesor Matthew Dargosh y el profesor Jin Zhu de la Universidad de Queensland, y el profesor Gao Qing (Max) Lu de la Universidad de Surrey. “Los dispositivos termoeléctricos flexibles se pueden usar cómodamente sobre la piel, donde convierten de manera eficiente la diferencia de temperatura entre el cuerpo humano y el aire circundante en electricidad”, dijo el profesor Chen.
“También se pueden instalar en un espacio reducido, como dentro de una computadora o un teléfono móvil, para enfriar los chips y mejorar el rendimiento.
“Otras aplicaciones potenciales provienen de la gestión térmica personal, donde el calor corporal puede alimentar sistemas portátiles de calefacción, ventilación y aire acondicionado.
“Sin embargo, desafíos como la flexibilidad limitada, la fabricación compleja, el alto costo y el rendimiento insuficiente han impedido que estos dispositivos alcancen una escala comercial”.
Gran parte de la investigación en esta área se ha centrado en termoeléctricos basados en telururo de bismuto, valorados por sus propiedades superiores que convierten el calor en electricidad que puede usarse en pequeños dispositivos como monitores de frecuencia cardíaca, temperatura o movimiento, lo que lo hace ideal para aplicaciones de energía.
En este estudio, el equipo introdujo una tecnología rentable para crear películas termoeléctricas flexibles utilizando pequeños cristales, o “nanodobladores”, que forman una capa continua de láminas de telururo de bismuto, mejorando tanto el rendimiento como la flexibilidad.
“Creamos una película imprimible de tamaño A4 con un rendimiento termoeléctrico récord, extraordinaria flexibilidad, escalabilidad y bajo costo, lo que la convierte en uno de los mejores termoeléctricos flexibles disponibles”, dijo el profesor Chen. El equipo utilizó la “síntesis solvotérmica”, una técnica que crea nanocristales en un disolvente a alta temperatura y presión, combinada con “serigrafía” y “sinterización”. El método de serigrafía permite la producción masiva de películas, mientras que la sinterización calienta las películas hasta casi el punto de fusión, uniendo las partículas.
Su técnica también podría funcionar con otros sistemas, como los termoeléctricos basados en seleniuro de plata, que son potencialmente más baratos y más duraderos que los materiales tradicionales, afirmó Wenny Chen. “Esta flexibilidad en los materiales demuestra las vastas posibilidades que ofrece nuestro enfoque para avanzar en la tecnología termoeléctrica flexible”, dijo.
