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La espintrónica da lugar a dispositivos termoeléctricos de alta eficiencia

Los materiales termoeléctricos podrían revolucionar las energías renovables, si bien las bajas eficiencias de conversión impiden una aplicación amplia de los mismos en aplicaciones energéticas ecológicas.
La espintrónica da lugar a dispositivos termoeléctricos de alta eficiencia
Un equipo de investigadores financiado por la UE desarrolló y experimento con materiales y dispositivos nuevos que emplean una tecnología de conversión vanguardista capaz de capturar con mayor eficiencia energía que se descarta como calor residual y transformarla en electricidad.

Una tecnología termoeléctrica que aprovechase el calor residual de las centrales eléctricas contaminantes para convertirlo en electricidad podría proporcionar un ahorro energético y reducir emisiones perjudiciales. Los dispositivos convencionales que aplican el efecto Seebeck tienen la ventaja de ser económicos y duraderos, pero la eficiencia de su conversión energética resulta insuficiente en la mayoría de los casos.

En el marco del proyecto THERMO-SPINTRONIC (High performance energy conversion by the interplay between thermoelectricity and spin Seebeck effect), financiado por la UE, un equipo de investigadores trabajó en superar esta barrera diseñando dispositivos termoeléctricos nuevos que combinasen el efecto Seebeck clásico con el efecto Seebeck de espín.

Los dispositivos de efecto Seebeck de espín convierten calor en energía de espín electrónico. Cuando se aplica un gradiente de temperatura en la interfaz de un conductor eléctrico con un imán, se genera térmicamente una tensión de espín que inyecta una corriente de espín al conductor. Además de producirse en metales, el efecto Seebeck de espín se ha demostrado también en semiconductores e incluso en materiales aislantes. Este efecto está dando un nuevo impulso al campo de la espintrónica, al posibilitar una generación versátil de corrientes de espín a partir del calor.

El equipo de investigación estudió inicialmente materiales a base de óxidos metálicos consistentes en óxidos conductores bien conocidos, como la magnetita, con el propósito de profundizar en las interacciones entre ambos efectos Seebeck. Ciertas heteroestructuras optimizadas formadas por varias bicapas, compuestas cada una de ellas por una capa ferromagnética y una capa no magnética, demostraron ser capaces de maximizar la tensión de espín y con ello la conversión de espín a carga.

Con el proyecto THERMO-SPINTRONIC, el campo de la termoelectricidad puede haber dado un gran paso adelante gracias a la profundización en los procesos fundamentales del efecto Seebeck de espín y la creación de dispositivos nuevos que ofrecen eficiencias muy superiores en la conversión de calor a electricidad.

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Palabras clave

Termoelectricidad, espintrónica, calor residual, THERMO-SPINTRONIC, efecto Seebeck de espín
Número de registro: 198611 / Última actualización el: 2017-05-26
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