Generador termoeléctrico para wearables y ventanas inteligentes

Generador termoeléctrico para wearables y ventanas inteligentes

El generador termoeléctrico de celda de carga térmica directa (DTCC) desarrollado en la Universidad de Hong Kong tiene una alta eficiencia de conversión del 3,5 por ciento

Investigadores de la Universidad de Hong Kong (HKU) han desarrollado un generador termoeléctrico que puede producir electricidad utilizando calor de bajo grado.

La celda de carga térmica directa (DTCC) desarrollada por el Dr. Tony Shien-Ping Feng del Departamento de Ingeniería Mecánica puede convertir eficazmente el calor en electricidad.

El calor de bajo grado está disponible en abundancia en los procesos industriales (80 a 150° C), así como en el medio ambiente a través de la energía solar (50 a 60° C) y geotérmica.

Más del 60% de la entrada de energía primaria del mundo, ya sea en el proceso industrial o en el consumo de energía doméstica, se desperdicia en forma de calor.

La mayor parte de esta pérdida como calor residual se considera calor de bajo grado.

El DTCC utiliza electrodos asimétricos: un cátodo de óxido de grafeno / platino (GO / Pt) y un ánodo de polianilina (PANI) en electrolito redox Fe2 + / Fe3 +. Cuando se calienta, la celda genera voltaje a través de un efecto termo-pseudocapacitivo y luego se descarga continuamente oxidando el ánodo PANI. La conversión de energía funciona de forma continua bajo calentamiento isotérmico durante todo el proceso de carga y descarga, por lo que el sistema puede auto-regenerarse cuando se enfría.

El sistema resultante tiene una eficiencia de conversión del 3,5 por ciento, que es más alta que la mayoría de los generadores termoeléctricos, dicen los investigadores.

La celda termoeléctrica flexible y de bajo costo mide 1,5 cm cuadrados y tiene un grosor de 1,5 mm. Se puede utilizar en el sistema HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado) para reciclar el calor de baja calidad del compresor y el condensador en electricidad para su uso en dispositivos eléctricos.

Puede integrarse con el marco de la ventana para recolectar energía solar térmica para alimentar ventanas electrocrómicas, o usarse como dispositivos portátiles para alimentar teléfonos celulares o equipos médicos en la naturaleza.

Los investigadores ven el DTCC como una forma de aprovechar el calor corporal para alimentar dispositivos electrónicos portátiles o dispositivos médicos para monitorear las condiciones de salud del cuerpo, como los niveles de azúcar en la sangre y la presión arterial.

“La recuperación de calor eficiente de bajo grado puede ayudar a reducir la emisión de gases de efecto invernadero, pero las tecnologías actuales para convertir este calor en electricidad aún se lejos del óptimo ”, dijo Feng.

“DTCC produce una eficiencia de conversión de más del 3,5%, superando a todos los sistemas termoelectroquímicos y termoeléctricos existentes, lo cual es demasiado costoso o complicado, o demasiado bajo en eficiencia para las aplicaciones diarias. DTCC es un diseño revolucionario con un gran potencial en dispositivos de energía inteligentes y sostenibles “.

www.hku.hk