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SPbPU desarrolla un nuevo generador termoeléctrico diez veces más eficiente

Investigadores de la Universidad Politécnica Pedro el Grande de San Petersburgo (SPbPU), en colaboración con un socio industrial, están desarrollando un generador termoeléctrico de nueva generación, que es diez veces más eficiente que sus homólogos actualmente disponibles en el mercado.

Un generador termoeléctrico es un dispositivo que convierte la energía térmica en eléctrica, un tema que ha suscitado mucho interés debido a la tendencia mundial a la descarbonización.

El nuevo concepto de generador se basa en una compleja nanoestructura de carbono. Durante el proceso de calentamiento, se producen procesos electrodinámicos cuánticos que activan la generación termoeléctrica

Calentamos la estructura que se crea de una manera determinada y tiene una estequiometría compleja. Debido al calentamiento, se pone en marcha la interacción del subsistema electrónico y la red estructural. Como resultado, la nanoestructura de carbono creada por nosotros comienza a generar electrones. Como resultado de esta interacción físico-cuántica bajo exposición térmica, aparece la corriente eléctrica.

Olga Kvashenkina, Directora del Centro Científico y Técnico SPbPU

Los investigadores completaron los estudios teóricos dedicados a la eficiencia del dispositivo, luego crearon un modelo digital y realizaron pruebas, reduciendo considerablemente el tiempo de desarrollo de la tecnología. El dispositivo tiene un tamaño reducido -mide 5×2 mm y 1 mm de altura- que lo hace portátil.

El uso del generador termoeléctrico es crucial no sólo para el uso doméstico, sino también para la industria. Por ejemplo, se coloca un dispositivo en la superficie del motor de la turbina que se calienta hasta 1.500ºC, y este calor, convertido en energía eléctrica, se transfiere a los sensores diseñados para controlar el estado de este motor. En cuanto al uso doméstico, ahora estamos trabajando para que nuestro desarrollo pueda cargar los dispositivos de bajo consumo energético, como los relojes electrónicos, los sistemas de riego de las plantas de interior y otros dispositivos similares. En el futuro, nos esforzaremos por crear cargadores termoeléctricos portátiles para teléfonos móviles.

Olga Kvashenkina.

El calor del sistema de calefacción central bastará para generar una corriente suficiente para cargar los aparatos domésticos. Se supone que habrá que instalar un generador termoeléctrico cerca del sistema de calefacción. La electricidad obtenida se transferirá al cableado eléctrico y cargará los pequeños aparatos. Uno de los puntos clave es la seguridad de este sistema tanto para el usuario como para los equipos electrónicos conectados a este dispositivo.

Además, el sistema está diseñado para funcionar a temperaturas muy altas gracias a sus componentes de nanoestructura de carbono resistentes al calor, lo que garantiza su idoneidad para aplicaciones industriales. Su cuerpo refractario también puede desarrollarse para la aplicación industrial si es necesario. En el caso del uso doméstico, la temperatura del sistema de calefacción de la habitación será suficiente para que el dispositivo genere electricidad; no se necesitarán requisitos especiales para los materiales del cuerpo del dispositivo. Por lo tanto, el dispositivo puede ser económicamente asequible para los consumidores ordinarios.

El producto final será implementado por un socio industrial a finales de 2021. El proyecto se lleva a cabo en el marco del programa Centro de investigación de categoría mundial Tecnologías digitales avanzadas de la SPbPU.

Vía spbstu.ru (inglés).

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