Científicos desarrollan tecnología para cargar dispositivos a través de tu mano mediante calor corporal
Científicos de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología “MISiS” (NUST “MISiS”) como parte del equipo internacional de investigadores, presentaron una nueva celda electroquímica rentable construida con fibra de carbono, indicó el servicio de prensa de la universidad.
Los módulos basados en estas celdas permiten convertir el calor residual en electricidad y cargar dispositivos directamente a mano, mientras que las baterías de los automóviles se pueden cargar con el calor de los gases de escape. Los resultados de la investigación se han publicado en la revista científica internacional “ Sustainability ”.
La creación de la tecnología para convertir el calor residual en electricidad (termoelectricidad) es uno de los principales campos de investigación de energías alternativas. Muchos científicos consideran que las células termoelectroquímicas (termocélulas) son la tecnología más prometedora, ya que nos permiten obtener energía de fuentes con una temperatura no superior a 100 ° C.
El trabajo de las células térmicas se basa en el llamado efecto Seebeck: en un circuito cerrado formado por conductores diferentes, surge una fuerza electromotriz (EMF) si los puntos de contacto tienen temperaturas diferentes. Un serio inconveniente de las células térmicas existentes es su baja potencia de salida. Limita significativamente el alcance de su aplicación.
El equipo de científicos del Departamento de Nanosistemas Funcionales y Materiales de Alta Temperatura de NUST MISIS, junto con colegas de la Universidad Técnica Estatal Yuri Gagarin de Saratov, la Universidad de Economía de Plejánov de Rusia y la Universidad de Nigeria presentaron un nuevo estudio sobre el aumento de la capacidad y eficiencia de las celdas termoelectroquímicas capaces de convertir la energía del calor residual en corriente eléctrica.
Los desarrolladores resolvieron el problema de la transición de electrodos activamente estudiados basados en nanotubos de carbono a tejidos de carbono, un material que es más barato y más accesible. Un gramo de nanotubos cuesta alrededor de 100 rublos, mientras que un gramo de fibra de carbono cuesta 7,5 rublos.
“Nuestro trabajo está dedicado a mejorar la eficiencia de las celdas termoelectroquímicas basadas en electrodos de fibra de carbono y electrolito oxidante – reductor basado en ferrocianuro de potasio. Estudiamos la forma en que la modificación de la superficie del electrodo de fibra de carbono afecta la potencia y los parámetros de las celdas termoelectroquímicas “Igor Burmistrov, experto principal del Departamento de Nanosistemas Funcionales y Materiales de Alta Temperatura, NUST” MISiS “y uno de los autores del trabajo, dijo.
Los científicos examinaron dos tipos de diseños de celdas: una celda electroquímica convencional con un puente de sal y un cuerpo de tipo botón. Como resultado de los experimentos, encontraron que la modificación de la superficie del electrodo usando titanio y óxido de titanio puede reducir la resistencia interna de la celda en tres órdenes de magnitud.
En consecuencia, la potencia máxima para la fibra de carbono modificada con titanio metálico y óxido de titanio aumentó a 25,2 mW / m2, lo que proporciona una eficiencia del 1,37%. El mejor resultado global para las termocélulas es de alrededor del 3%, pero es importante mencionar que para su producción se utilizaron costosas matrices de nanotubos de carbono llamadas “nanoforestas” junto con nanopartículas de platino en forma de agujas.
Hoy el equipo de investigación está trabajando en incrementar la potencia de los módulos termoeléctricos obtenidos y planea proceder a la creación de dispositivos prototipo experimentales basados en ellos.
SK