En busca del calor perdido: Efecto Seebeck y materiales termoeléctricos

Abstract

La generación y el uso racional de la energía constituyen una problemática de importancia central en Argentina y en el mundo. Los desafíos consisten en administrar las fuentes no renovables de energía, disminuir los costos y mejorar la eficiencia en el uso de un recurso esencial para la actividad industrial y la calidad de vida. Un aspecto muy importante para mejorar la eficiencia en el uso de la energía es reducir las altas pérdidas en forma de calor residual que se producen al utilizar combustibles fósiles. En el caso de los automóviles, sus motores aprovechan menos de un tercio de la energía disponible en la nafta. Los dos tercios restantes se pierden en forma de calor en los gases del escape y en el sistema de refrigeración del motor. En la Argentina dos tercios de la energía eléctrica se genera a partir de la combustión de gas natural y las centrales térmicas más modernas sólo logran aprovechar poco más de la mitad de la energía disponible del gas. Aprovechar el calor residual es un desafío para científicos y tecnólogos con motivaciones tanto económicas como ambientales.En ese sentido ha resurgido el interés en los materiales llamados termoeléctricos que pueden ser utilizados para generar electricidad a partir de una fuente de calor (como el caño de escape de un auto que emite gases a alta temperatura). Los dispositivos construidos en base a estos materiales no tienen partes móviles, como las que hay en el alternador de un auto, y por lo tanto son silenciosos y no necesitan de mantenimiento ya que en ellos no se produce desgaste mecánico. Además, al tener un peso y tamaño reducidos, es posible utilizarlos en autos o aviones. En los últimos años ha resurgido la búsqueda de nuevos materiales termoeléctricos con el fin de disminuir su costo y mejorar su eficiencia para lograr una utilización masiva de los mismos.