Materiais termoelétricos são capazes de transformar calor em energia elétrica. O que essa equipe de cientistas desenvolveu é um novo material mais barato e seguro do que os já existentes hoje. A descoberta desse cristal sintético, publicada na revista Angewandte Chemie, é fundamental para compreender os mecanismos que transportam calor e elétrons em estruturas cristalinas.
Os materiais termoelétricos possuem a característica de transformar diferenças de temperatura em energia elétrica, transportando elétrons de partes mais quentes para as mais frias. Eles precisam ser um mau condutor de calor para conservar a diferença de temperatura e um bom condutor de eletricidade. Essas características tornam mais difícil encontrar materiais deste tipo, já que a condutividade de calor e elétrons geralmente andam juntas.
Esse tipo de material já existe atualmente, mas sua composição quase sempre conta com materiais como chumbo e telúrio que são mais caros e difíceis de serem encontrados além de serem tóxicos. O novo cristal sintético é composto por cobre, manganês, germânico e enxofre, que são baratos e não causam danos à saúde humana.
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Além do fácil acesso aos materiais e o barato custo, a produção do material também é simples, segundo Emmanuel Guilmeau em resposta à revista Angewandte Chemie. “Os pós são simplesmente ligados mecanicamente pela moagem dos elementos para formar uma fase pré-cristalizada, que é então densificada em 600 graus Celsius. Esse processo pode ser facilmente ampliado”, explica o cientista que é um dos autores do estudo. O cristal sintético pode ser usado em indústrias transformando calor residual em energia elétrica, e de forma inversa atuar no resfriamento de smartphones ou carros.
Mais descobertas
O estudo desenvolveu diversos cristais sintéticos termoelétricos, onde foram descobertas duas estruturas cristalinas dentro do mesmo material. Os pesquisadores observaram que a substituição de um pouco de manganês por cobre afetou o transporte de calor e energia. “Ficamos muito surpresos com o resultado. Normalmente, alterar ligeiramente a composição tem pouco efeito sobre a estrutura nesta classe de materiais” aponta Guilmeau. A pesquisa pode ajudar a desenvolver novos materiais termoelétricos mais baratos e não tóxicos.
Imagem destacada:PhotoChur/Shutterstock
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