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Energía útil a partir del calor residual

Aprovechando la nanotecnología, un grupo de científicos financiado por la Unión Europea trabaja con el fin de mejorar el rendimiento de los materiales termoeléctricos (TE) para convertir el calor en energía eléctrica. La generación de electricidad a partir de los gases residuales calientes que emanan de los escapes de los automóviles y los procesos industriales son algunas de las aplicaciones fascinantes de la tecnología del proyecto.
Energía útil a partir del calor residual
En la naturaleza abundan las pequeñas cantidades de energía, en forma de calor, luz, sonido y vibraciones, y la mayor parte de ellas se pierde. La energía de estas fuentes individuales es tan pequeña que no es útil para alimentar dispositivos eléctricos y, en la actualidad no se dispone de tecnología eficiente y rentable que permita explotarla. El aprovechamiento energético permite a los propios dispositivos capturar la energía de una o varias fuentes, almacenarla y acumularla, e incluso convertirla en una forma energética más útil para una aplicación determinada.

El proyecto NEXTEC (Next generation nano-engineered thermoelectric converters - From concept to industrial validation), financiado por la Unión Europea, utilizó skutteruditas (SKT) y telururo de bismuto para desarrollar módulos TE destinados a aplicaciones de generación de energía eléctrica y refrigeración, respectivamente.

Las propiedades TE a alta temperatura de los SKT hacen que este material sea adecuado para recuperar calor residual en automóviles con temperaturas de unos 600 °C. Además de rendir mejor a altas temperaturas, el nuevo material desarrollado también resolvió muchos problemas asociados a la expansión térmica y las tensiones térmicas.

Los científicos también desarrollaron bancos de pruebas y modelos de simulación para probar el rendimiento de los módulos de generación de electricidad desarrollados. Se realizó un análisis exhaustivo de valoración del ciclo de vida de los módulos TE a base de SKT con el fin de determinar el efecto ambiental y toxicológico del nanomaterial para generar electricidad a partir de los gases de escape de los automóviles.

Los estudios de citotoxicidad de las SKT sugieren que su toxicidad es similar a la de sus componentes metálicos.

Las SKT nanoestructuradas reducen la conductividad térmica, lo cual ayuda a obtener más energía eléctrica para los vehículos. Dicho material también podría ser útil en otros sectores donde hay calor residual. NEXTEC dio como resultado más de 40 publicaciones en presentaciones en congresos y revistas.

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Palabras clave

Calor residual, nanotecnología, termoeléctrico, energía eléctrica, escapes de automóvil, skutteruditas
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