Se estima que hasta dos tercios de la energía consumida en los Estados Unidos cada año se desperdicia como calor. Tomemos, por ejemplo, motores de automóviles, computadoras portátiles, teléfonos celulares, incluso refrigeradores, que se calientan con el uso excesivo.
Imagínese si pudiera capturar el calor que generan y convertirlo en más energía.
El profesor asociado de ingeniería mecánica de la Universidad de Utah, Mathieu Francoeur, descubrió una forma de producir más electricidad del calor de lo que se creía posible mediante la creación de un chip de silicio, también conocido como "dispositivo", que convierte más radiación térmica en electricidad. Sus hallazgos fueron publicadosen el documento, Un dispositivo de transferencia de calor radiactivo de campo cercano, en el último número de Nanotecnología de la naturaleza .
Los investigadores han determinado previamente que existe un "límite de cuerpo negro" teórico para la cantidad de energía que se puede producir a partir de la radiación térmica calor. Pero Francoeur y su equipo han demostrado que pueden ir mucho más allá del límite del cuerpo negro y producir más energía sicrean un dispositivo que usa dos superficies de silicio muy juntas. El equipo produjo un chip de 5 mm por 5 mm aproximadamente del tamaño de una cabeza de borrador de dos obleas de silicio con un espacio nanoscópico entre ellas de solo 100 nanómetros de espesor, o una milésimael grosor de un cabello humano. Mientras el chip estaba en el vacío, calentaron una superficie y enfriaron otra superficie, lo que creó un flujo de calor que puede generar electricidad. El concepto de crear energía de esta manera no es único, pero Francoeur y suEl equipo ha descubierto una forma de ajustar las dos superficies de silicio de manera uniforme, juntas y a escala microscópica, sin tocarse entre sí. Cuanto más cerca estén entre sí, más electricidad pueden generar.
"Nadie puede emitir más radiación que el límite del cuerpo negro", dijo. "Pero cuando vamos a la nanoescala, puedes".
En el futuro, Francoeur prevé que dicha tecnología podría usarse no solo para enfriar dispositivos portátiles como computadoras portátiles y teléfonos inteligentes, sino también para canalizar ese calor en una mayor duración de la batería, posiblemente hasta un 50% más. Una computadora portátil con seisla carga por hora podría saltar a nueve horas, por ejemplo.
Los chips podrían usarse para mejorar la eficiencia de los paneles solares al aumentar la cantidad de electricidad del calor del sol o en automóviles para tomar el calor del motor para ayudar a alimentar los sistemas eléctricos. También podrían diseñarse para encajar en implantablesdispositivos médicos como un marcapasos que no requieran baterías reemplazables.
Otro beneficio es que dicha tecnología puede ayudar a mejorar la vida de los procesadores de la computadora al mantenerlos frescos y reducir el desgaste, y ahorrará más energía que de otro modo se usaría para que los ventiladores enfríen los procesadores. También podría ayudar a mejorar el medio ambiente, argumentó Francoeur.
"Vuelve a poner el calor en el sistema como electricidad", dijo. "En este momento, simplemente lo estamos descargando a la atmósfera. Está calentando su habitación, por ejemplo, y luego usa su aire acondicionado para enfriar suhabitación, que desperdicia más energía ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Utah . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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