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FP7

THERMO-SPIN Resultado resumido

Project ID: 627854
Financiado con arreglo a: FP7-PEOPLE
País: Irlanda

Electricidad a partir de calor residual

Un equipo de la Unión Europea ha estudiado la posibilidad de generar electricidad a partir de un circuito de calor residual. Los estudios del efecto Nernst anómalo (ANE) han determinado que, si bien el principio funciona en teoría, su aplicación práctica requiere más desarrollo.
Electricidad a partir de calor residual
El ANE es un fenómeno físico que se produce cuando un material conductor eléctrico se somete, simultáneamente, a un campo magnético y un gradiente de temperatura. Este efecto se podría utilizar en algunos dispositivos sencillos y económicos para generar electricidad a partir del calor residual, lo cual aumentaría la eficiencia de la generación de energía en un 20 %.

El proyecto THERMO-SPIN (Thermoelectric power generation from anomalous Nernst effect based on rare earth free hard magnetic materials), financiado por la Unión Europea, estudió sus posibilidades. Para ello, el equipo del proyecto estudió los efectos de la mecánica cuántica responsables del ANE mediante pruebas con distintos metales y aleaciones magnéticas. También estudiaron varias estructuras magnéticas sencillas y poco habituales en forma de láminas delgadas, con el fin de comprender el funcionamiento del ANE.

En primer lugar, los investigadores montaron los aparatos necesarios para medir gradientes de temperatura en intervalos amplios de temperatura y campo magnético. El problema de las medidas ambiguas se resolvió utilizando un enfoque calorimétrico para determinar el flujo de temperatura en lugar de la temperatura real. Esta técnica se verificó posteriormente y las medidas reprodujeron correctamente los valores indicados en la literatura en relación con los materiales con los que se realizaron las pruebas.

Durante una segunda fase del estudio se seleccionó una aleación ferrimagnética inusual para integrarla en una estructura en forma de láminas delgadas. Cuando se alcanza cierto punto de compensación en la temperatura, el importante efecto Hall anómalo cambia de signo. El equipo estudió con mayor detalle el material en presencia y ausencia de un gradiente de temperatura. El equivalente térmico del ANE se mantuvo en valores reducidos y, por consiguiente, requiere un análisis más detallado.

En conjunto, el proyecto estableció que existen vías para aprovechar el calor térmico residual distintas de las que se han descrito en la literatura hasta la fecha. Sin embargo, este trabajo se encuentra en sus inicios y es necesario aumentar este efecto de forma apreciable para que sea posible utilizarlo en aplicaciones prácticas.

THERMO-SPIN ha ayudado a avanzar en el conocimiento del fenómeno ANE. Este trabajo acerca el efecto un paso más a sus aplicaciones prácticas, lo cual puede contribuir a lograr los objetivos energéticos de la Unión Europea en el futuro.

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Palabras clave

Electricidad, calor residual, efecto Nernst anómalo, campo magnético, gradiente de temperatura, THERMO-SPIN
Número de registro: 190586 / Última actualización el: 2016-11-23
Dominio: Energía