Eficiência energética: transformando calor em eletricidade

Estima-se que mais da metade da energia dos EUA – de veículos e equipamentos pesados, por exemplo – é desperdiçada na forma de calor, que escapa principalmente para a atmosfera. Mas isso está começando a mudar, graças as inovações de Gang Chen, Professor de Engenharia de Energia e chefe do Departamento de Engenharia Mecânica do MIT – Instituto de Tecnologia de Massachusetts.

Cerca de uma década atrás, Chen, usou nanotecnologia para reestruturar e aumentar drasticamente a eficiência de um tal material, abrindo caminho para mais dispositivos termoelétricos de baixo custo. Os materiais termoelétricos convertem diferenças de temperatura em tensão elétrica. Usando este método, a GMZ Energy, empresa co-fundada por Chen e pelo colaborador Zhifeng Ren, da Universidade de Houston, criou agora um gerador termoelétrico (TEG) – um módulo de uma polegada quadrada e um quarto de polegada de espessura – que transforma calor residual emitido pelos veículos em eletricidade, dando aos mesmos um adicional de energia.

Gerador termoelétrico - TEG

Gerador termoelétrico – TEG

Num TEG, a eletricidade é gerada quando o calor entra na parte superior do módulo, e, em seguida, move-se através do material semicondutor – embalados no gerador – para o lado mais frio. O movimento resultante dos elétrons no semicondutor sob esta diferença de temperatura gera uma tensão que é extraída como eletricidade.

No entanto, em muitos TEGs, vibrações atômicas do material podem gerar fugas de calor do lado quente para o frio. O método da GMZ diminui, essencialmente, a forma de calor, o que leva a um aumento de 30 a 60 por cento no desempenho de diversos materiais termoelétricos.

Mecanismo de funcionamento do TEG

Mecanismo de funcionamento do TEG

Auxiliada pelo Departamento de Energia dos EUA (DOE), a GMZ Energy participa de programas cujo objetivo é integrar diversos TEGs no interior de veículos, de forma a aperfeiçoar a economia de energia dos mesmos.

Chen vê a empresa GMZ como um grande passo em direção ao seu objetivo de ajudar a criar um mundo mais eficiente em termos energéticos. “A maior parte da minha pesquisa no MIT é sobre a energia”, diz ele. “A motivação para mim é realmente tornar os produtos desta pesquisa viáveis para o mundo real. Orgulho-me de fazer parte desse projeto”.

Fontes: MITEI, GMZ Energy, ASM.org

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