Tecnología para captar la energía de dispositivos y convertir calor residual
La presencia de muchos transistores en un espacio muy pequeño implica que disipan demasiado calor, lo cual impide el funcionamiento del chip. Esto aumenta la importancia de hallar formas de controlar el flujo de calor, especialmente mediante materiales cristalinos, como el silicio, en los que se basan la mayoría de dispositivos. La energía térmica o vibratoria de los átomos que oscilan en una red cristalina está integrada en los fonones, el equivalente en forma de partícula de la onda mecánica que se genera. Así pues, controlar los fonones permite controlar el transporte térmico, y esto es lo que se propuso conseguir el proyecto financiado con fondos europeos MERGING(se abrirá en una nueva ventana) (Membrane-based phononic engineering for energy harvesting). Los esfuerzos giraron en torno a tecnologías y materiales que fueran compatibles con el silicio. Los científicos construyeron un módulo de generador termoeléctrico (TEG) para convertir el calor residual en electricidad, lo cual compensa en parte los requisitos de energía de los dispositivos microelectrónicos, que cada vez consumen más energía y, a la vez, previene la acumulación de calor. El TEG incluye un circuito de potencia adaptado para intensificar la generación de corriente baja, el cual se ensayó satisfactoriamente en el laboratorio. El equipo del proyecto diseñó y aplicó técnicas avanzadas para medir las propiedades térmicas en membranas y láminas delgadas. Efectuaron un examen teórico exhaustivo del transporte de la energía térmica. Se introdujo un nuevo modelo de red neuronal que reproduce las propiedades vibratorias del manganeso germanio nanoestructurado y sirvió como base para los trabajos de desarrollo. El equipo de MERGING elaboró membranas de silicio y germanio con cristales fonónicos y demostró el efecto de dichos cristales sobre la dispersión de fonones y las propiedades térmicas de las membranas. Los investigadores expusieron los resultados en noventa congresos, charlas y presentaciones de carteles a escala internacional. También publicaron diecinueve artículos sometidos a comité de lectura. MERGING tendrá un efecto importante en la captación de energía y el control de la misma en las tecnologías de la información y la comunicación (TIC). La optimización de la tecnología desde la escala de laboratorio utilizando sensores autónomos e integrados también podría, en última instancia, mejorar la situación de otros sectores como el de la salud y el medio ambiente. Ya se encuentra más cerca de la realidad la posibilidad de suministrar energía a dispositivos de baja potencia como los que componen el Internet de las Cosas.
