28/06/2011 - Crean aleación metálica que convierte el calor en electricidad

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Ingenieros de la Universidad de Minnesota diseñaron una nueva aleación metálica que convierte directamente el calor en electricidad, según un reporte publicado en la nueva edición de la revista Advanced Energy Materials.

Este nuevo material, que se puede describir como una aleación multiferroica, tiene la propiedad de adquirir propiedades magnéticas cuando se eleva la temperatura y de ese modo le es posible liberar electrones, que a su vez generan carga eléctrica.

El líder del proyecto de investigación, Richard James, explicó en el artículo de presentación del nuevo material que el objetivo de su equipo es poder conseguir láminas y otras estructuras hechas con esta nueva aleación, las cuales podrían ser colocadas en el interior de los automóviles híbridos del futuro para lograr que el calor que desprenden sea convertido en la electricidad que posteriormente liberen, sin que se desprenda dióxido de carbono (CO2) en este proceso.

Por sus características físicas la revista científica ha calificado a este material como la nueva fuente de electricidad verde.

“Este método revolucionario de conversión de energía está apenas en etapas tempranas de desarrollo pero puede tener un impacto arrasador al crear electricidad ambientalmente amigable a partir de recursos de calor que hoy se consideran un desperdicio”, indica la publicación.

Además del posible uso de esta nueva aleación en automóviles, los ingenieros de la Universidad de Minnesota explicaron en la presentación de su material que también podría ser usado para capturar el calor que se desperdicia de hornos y otras instalaciones industriales de gran escala. Un uso todavía más extraordinario sería aprovechar esta aleación para generar electricidad a partir de los cambios de temperatura en los océanos, de acuerdo con los universitarios, que ya han iniciado trabajos para la posible comercialización de este material.

“Esta investigación es muy prometedora porque presenta un método enteramente nuevo para conversión de energía, es una ruta que anteriormente no se había explorado”, dijo el ingeniero aeroespacial de la Universidad de Minnesota, Richard James. “Este es, en pocas palabras, el más nuevo ‘camino verde’ para generar electricidad porque usa calor que es desperdiciado en muchos procesos contemporáneos y puede sustituir fuentes de generación de electricidad que actualmente liberan mucho CO2”

Nueva aleación multiferroica

Para obtener este material, el equipo de investigadores combinó elementos a nivel atómico para crear la nueva aleación multiferroica Ni45Co5Mn40Sn10.

Los materiales multiferroicos son una familia de nuevos materiales diseñados en laboratorio que comenzaron a estudiarse en Japón hace casi dos décadas y fueron definidos, en 1994, como “materiales que exhiben simultáneamente más de un solo parámetro ferroico primario”.

De una manera muy general se puede decir que si un material ferroico tiene normalmente alguna de las cuatro siguientes características –ferromagnetismo, ferroelectricidad, ferroelasticidad o ferrotoroicidad— se debe llamar multiferroico al material que combina al mismo tiempo dos o más de las características enlistadas.

El material Ni45Co5Mn40Sn10 combina propiedades eléctricas, elásticas y magnéticas. Para ello, informó la Universidad de Minnesota,  lograron que su material “cruzara una fase alta de transformación reversible”, que es un estado en el que un material sólido se transforma en otro material sólido.

“En esta fase de transformaciones, la aleación cruza por una serie de cambios en sus propiedades magnéticas que lo convierten en un verdadero dispositivo de conversión de calor en electricidad”, cita el texto, cuyos detalles técnicos se pueden consultar en la página de internet:

http://z.umn.edu/energyalloy

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