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Los ingenieros de Berkeley desarrollan un nuevo sistema que convierte el calor residual de productos electrónicos en energía


Conocemos muy bien el hecho de que el calor es una forma de energía. Sin embargo, en muchos casos, esta energía térmica es una perdición más que una bendición. El mejor ejemplo puede verse en la electrónica como calor.

Hemos visto esto en dispositivos electrónicos como computadoras portátiles o teléfonos que se calientan bajo una carga pesada. Como referencia, el 70% de la energía producida en los EE. UU. Se desperdicia en forma de calor. En realidad, esta es la energía desperdiciada, ¡y recuperarla a menudo es costoso!

Un estudio más detenido del caso descubrió que la mayor parte del calor producido por los dispositivos electrónicos cae por debajo de los 100 grados Celsius. Un sistema que pueda reciclar esta energía impactará muy bien en todo el escenario energético del mundo.

Los ingenieros de la Universidad de California en Berkeley dieron un gran salto en este sentido. Han desarrollado un sistema de película delgada que se puede utilizar para convertir el calor residual en energía utilizable.

Todo el sistema es posible a través de un método llamado conversión de energía piroeléctrica que funciona mediante ciclos termodinámicos. Convierte el calor que está por debajo de los 100 grados Celsius en electricidad sin partes móviles.

La conversión piroeléctrica es un concepto del que se ha hablado antes, pero debido a su bajo índice de conversión de energía, la idea nunca despegó. Sin embargo, la nueva nano película fina desarrollada por los ingenieros experimenta un aumento sin precedentes en eficiencia y efectividad.

Esta nueva tecnología se puede emplear en dispositivos electrónicos de cualquier tipo que produzcan calor residual. Sin embargo, el verdadero potencial reside en la informática y la electrónica móvil.

"Estas películas delgadas pueden ayudarnos a exprimir más energía de la que hacemos hoy de cada fuente de energía", dijo el autor principal Lane Martin, profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales en UC Berkley.

El sistema de película delgada que se utiliza para recolectar la energía térmica tiene un grosor de solo 50-100 nanómetros y, por lo tanto, se puede instalar en componentes electrónicos complejos con una intrusión mínima o nula. Con esta tecnología, el equipo pudo establecer un nuevo punto de referencia para la física piroeléctrica.

"Al crear un dispositivo de película delgada, podemos hacer que el calor entre y salga de este sistema rápidamente, lo que nos permite acceder a energía piroeléctrica a niveles sin precedentes para fuentes de calor que fluctúan con el tiempo", agregó Martin.

La nueva película dio los siguientes datos en condiciones de prueba:

Densidad de energía de conversión de energía piroeléctrica - 1,06 julios por centímetro cúbico

Densidad de poder - 526 vatios por centímetro cúbico

Eficiencia - 19 por ciento de la eficiencia de Carnot

Para el equipo de investigación, el siguiente paso es optimizar esta nueva tecnología para ganar más eficiencia. "Parte de lo que estamos tratando de hacer es crear un protocolo que nos permita empujar los extremos de los materiales piroeléctricos para que pueda darme una corriente de calor residual y yo pueda conseguirle un material optimizado para abordar sus problemas", dijo. Martín.

La investigación se publicó recientemente en la revista Nature Minerals y está proporcionando contribuciones significativas para comprender el proceso de producción de energía mediante el proceso piroeléctrico.


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