Investigadores sul-coreanos desenvolveram uma tinta termoelétrica que capta o calor desperdiçado das superfícies pintadas e converte-o em energia elétrica.

A pintura de uma casa está a tornar-se bastante diferente daquilo que costumava ser e a prova disso mesmo é a existência de uma tinta fotovoltaica, que pode ser usada para desenvolver “células solares pintadas”, isto é, que capturam a energia do Sol e transformam-na em eletricidade.

Agora, investigadores sul-coreanos quiseram dar mais um passo em frente e desenvolveram a tinta termoelétrica, que capta o calor desperdiçado das superfícies pintadas e converte-o em energia elétrica.

“Espero que a técnica de pintura termoelétrica possa ser aplicada à recuperação de calor residual de grandes superfícies de fontes de calor, como prédios, carros e navios”, diz Jae Sung Son, co-autor do estudo e investigador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST), na Coreia do Sul.

“Por exemplo, a temperatura do telhado de um edifício e paredes aumenta para mais de 50°C no verão”, explica. “Se aplicarmos tinta termoelétrica nas paredes, podemos converter grandes quantidades de calor residual em energia elétrica“.

Praticamente todas as superfícies

Esta tinta é muito diferente dos materiais termoelétricos convencionais, uma vez que estes são normalmente fabricados como chips planos e rígidos e são depois anexados a objetos de forma irregular que emitem calor residual, como motores, usinas e refrigeradores.

Por isso, o que acontece é que o contacto entre estas superfícies curvas e os geradores termoelétricos planos é incompleto, resultando em perdas de calor inevitáveis, o que diminui a sua eficiência.

No novo estudo, os investigadores da UNIST, do Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KIST) e do Instituto de Pesquisa de Eletrotécnica da Coreia, demonstraram que a pintura termoelétrica adere facilmente a praticamente qualquer superfície

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A tinta contém partículas termoelétricas de telureto de bismuto (Bi2Te3), que são geralmente usadas nos dispositivos termoelétricos tradicionais.

Os investigadores também adicionaram auxiliares de sinterização molecular que, ao serem aquecidos, provocam a coalescência das partículas termoelétricas, aumentando a densidade dessas partículas na pintura juntamente com sua eficiência de conversão de energia.

Produção competitiva de energia

Os investigadores demonstraram que a tinta termoelétrica pode ser pintada numa variedade de superfícies curvas emissoras de calor. Depois da sinterização, durante dez minutos a 450 ° C, as camadas pintadas formam uma película uniforme com cerca de 50 micrómetro de espessura.

Os ensaios mostraram que os dispositivos pintados com a tinta termoelétrica exibem uma alta densidade de potência de saída (4 mW/cm2 para dispositivos do tipo “in-plane” e 26,3 mW/cm2 para dispositivos do tipo “throughplane”).

Esses valores são competitivos com os materiais termoelétricos habituais e melhores do que todos os dispositivos termoelétricos à base de tintas e pastas.

Além das aplicações termoelétricas tradicionais, a equipa de investigação espera que esta tinta possa vir a ser usada em eletrónicos impressos em 3D e em arte eletrónica por exemplo.

ZAP / Hypescience