MANA desarrolla un generador termoeléctrico avanzado

tsukuba, Japón, 27 de junio de 2024 /PRNewswire/ — Investigadores del Centro de Investigación de Nanomateriales Arquitectónicos (MANA) han desarrollado un generador termoeléctrico que puede utilizar tanto refrigeración radiativa como calefacción solar para producir electricidad, abriendo puertas a aplicaciones para alimentar pequeños sensores fuera de la red.

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El enfriamiento radiante diurno se usa típicamente para enfriar superficies que dan al cielo, como el techo de un edificio. Debido a que estos dispositivos irradian calor hacia el cielo, también generan una ligera diferencia de temperatura con respecto a su entorno. Esta diferencia de temperatura se puede utilizar para producir electricidad mediante un generador termoeléctrico.

Sin embargo, la mayoría de los materiales de refrigeración radiante también reflejan la luz solar, lo que limita la energía solar que se puede utilizar para generar electricidad.

Esta limitación se abordó en un estudio reciente, en el que un equipo de investigación de MANA, incluidos los Dres. Satoshi Ishiidoctor. Cédric Bourget, Nicolás K. Tangayaamistad. Takao Moridesarrolló un dispositivo termoeléctrico mayoritariamente transparente capaz de aprovechar tanto el enfriamiento radiativo como el calentamiento solar para generar energía.

El dispositivo consta de un panel superior transparente que actúa como un refrigerador radiante y un panel inferior recubierto con pintura negra que absorbe la luz solar entrante. El innovador diseño «plano» del dispositivo, separado por una unión termoeléctrica transparente, permite que la luz solar llegue al panel inferior para la absorción solar, a diferencia de versiones anteriores que tenían áreas separadas para la absorción solar y el enfriamiento radiativo.

A través de varios experimentos, los investigadores demostraron la capacidad de este generador térmico para producir energía durante el día mediante enfriamiento radiativo y calentamiento solar, y mediante enfriamiento radiativo durante la noche. «La capacidad de nuestro dispositivo para generar voltaje termoeléctrico continuamente día y noche lo convierte en una fuente de energía independiente ideal para sensores fuera de la red, que se han vuelto cada vez más populares en los últimos años», dice el Dr. Ishii.

Reemplazar las baterías de dispositivos remotos puede resultar inconveniente y costoso. Este innovador generador termoeléctrico proporciona una solución de energía confiable, elimina la necesidad de cambios frecuentes de batería y allana el camino para alimentar aparatos críticos incluso en ubicaciones fuera de la red.

Aspectos destacados de la investigación vol. 89
https://www.nims.go.jp/mana/research/highlights/vol89.html

Aspectos destacados de la investigación de Mana
https://www.nims.go.jp/mana/ebulletin/index.html

FUENTE Centro de Investigación de Nanomateriales Arquitectónicos (MANA), Instituto Nacional de Ciencia de Materiales (NIMS)