Portugués 
Inglés 
Español 
4 min de lectura 
0 comentarios 
La nueva técnica de impresión 3D desarrollada en Australia permite la producción de materiales termoeléctricos sostenibles con alto desempeño y costo reducido, impulsando avances tecnológicos
La gestión térmica eficiente es crucial en dispositivos electrónicos y tiene aplicaciones inteligentes en materiales vestibles y tratamientos médicos, como quemaduras. El principal desafío es crear materiales termoeléctricos accesibles y eficaces.
Estos materiales, capaces de convertir diferencias de temperatura en energía eléctrica, prometen transformar el sector, pero los altos costos y la baja eficiencia obstaculizan el progreso.
Ahora, una innovación del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA) puede cambiar este escenario.
-
Brasil fue a China en busca de dinero y tecnología para reinventar la televisión y llevar internet a donde la fibra no llega. La misión negoció con el Banco de los Brics, dirigido por Dilma, y abrió camino para que una rival china de Starlink conecte la Amazonía.
-
Islandia va a bajar una broca a cinco kilómetros para tocar roca a 400 grados y tratar de extraer energía limpia en una escala que un pozo común no alcanza.
-
En el fondo del hielo del Polo Sur, el observatorio IceCube perforó más de un kilómetro y medio de hielo para cazar partículas fantasma y probar si la gravedad obedece las reglas de la física cuántica.
-
Mientras Estados Unidos y China disputan cohetes gigantes y bases lunares, India hizo que un «avión espacial» aterrizara solo a más de 320 km/h después de ser soltado por un helicóptero a 4,5 km de altitud; Pushpak muestra que Nueva Delhi también quiere entrar en la era de los vehículos espaciales reutilizables.
Refrigeración termoeléctrica gana nueva abordaje
Los enfriadores termoeléctricos, también conocidos como enfriadores de estado sólido, promueven el enfriamiento localizado al transferir calor usando una corriente eléctrica.
Con ventajas notables — larga vida útil, resistencia a fugas y flexibilidad de tamaño —, son ideales para aplicaciones electrónicas. Aún así, su fabricación tradicional, que utiliza lingotes, presenta altos costos y desperdicio de material, además de un rendimiento insatisfactorio.
Un equipo liderado por la Profesora María Ibáñez, del Laboratorio Termoeléctrico Werner Siemens, y con el investigador Shengduo Xu, dinámico un método innovador. Utilizando impresión 3D, fabricaron materiales termoeléctricos y realizaron un refrigerador funcional.
Xu destacó: “Nuestra integración innovadora de la impresión 3D en la fabricación de refrigeradores termoeléctricos mejora significativamente la eficiencia de la producción y reduce costos.”
El rendimiento obtenido con este enfoque supera el intento anterior, lo que puede generar su adopción industrial. Ibáñez completó: “Gracias a su rendimiento comercial, nuestro trabajo no solo tiene relevancia académica, sino también potencial para aplicación en la industria.”
Tecnología supera limitaciones anteriores
La mayoría de los materiales presenta algún nivel de efecto termoeléctrico, pero insuficiente para uso práctico. Los materiales eficaces generalmente son semiconductores degenerados, dopados con impurezas para mejorar su conductividad.
Tradicionalmente, la fabricación de estos dispositivos implica técnicas costosas e ineficientes, requiriendo altos costos de energía y procesos largos.
El avance del ISTA fue precisamente eliminar estos pasos. Con la impresión 3D, el equipo logró modelar los materiales termoeléctricos exactamente en la forma necesaria, sin desperdicio.
Como resultado, los dispositivos alcanzaron un efecto de enfriamiento líquido de 50 grados Celsius en aire, rendimiento comparable al de dispositivos mucho más caros. Este enfoque ofrece una alternativa escalable y económica, evitando los procesos tradicionales intensivos en energía y largos.
Tintas especiales garantizan alto desempeño
Otro diferencial de la investigación es la formulación de tintas especializadas. Estas tintas, al secar, facilitan uniones atómicas robustas entre los granos del material. Esta red interconectada a nivel atómico mejoró la transferencia de carga entre las partículas, lo que explica el alto desempeño alcanzado.
Ibáñez explica: “Usamos una técnica de impresión 3D basada en extrusión y diseñamos la formulación de la tinta para garantizar estabilidad estructural y mejorar la unión entre las partículas.”
Gracias a este proceso, fue posible producir los primeros refrigeradores termoeléctricos impresos en 3D con un desempeño logrado por métodos tradicionales, pero con un ahorro significativo de material y energía.
Nuevas aplicaciones y sostenibilidad en el horizonte
Los refrigeradores termoeléctricos impresos en 3D no se limitan a la electrónica. Pueden tener un impacto significativo en la medicina, ayudando en el tratamiento de quemaduras y lesiones térmicas.
Además, el método desarrollado para la formulación de la tinta puede ser adaptado para fabricar generadores termoeléctricos de alta temperatura.
Estos generadores transforman diferencias térmicas en electricidad y pueden ser utilizados en sistemas de recuperación de energía residual, ampliando el abanico de aplicaciones sostenibles.
“Implementamos con éxito un enfoque integral, optimizando el rendimiento termoeléctrico de las materias primas y fabricando un producto final estable y de alto desempeño”, explica Ibáñez.
Xu añade: “Nuestro trabajo ofrece una solución innovadora para la producción de dispositivos termoeléctricos, marcando el inicio de una nueva era en tecnologías termoeléctricas eficientes y sostenibles.”
Con información de Ecoinventos.
¡Sé la primera persona en reaccionar!