Materiales termoeléctricos

EFECTO TERMOLÉCTRICO
Los dispositivos termoeléctricos se basan en el hecho de que cuando ciertos materiales
son calentados, generan un voltaje eléctrico significativo.
Los electrones se mueven del extremo caliente del material al extremo frío, creando
electrodos positivos y negativos y con ello el voltaje eléctrico.
Este efecto, conocido como Peltier–Seebeck, es reversible. Esto no se produce en todos
los materiales
FENÓMENOS TERMOELÉCTRICOS
Se denominan fenómenos termoeléctricos o termoelectricidad a tres fenómenos
relacionados entre sí por las relaciones de Thomson, descubiertas por lord
Kelvin:
1. El efecto Seebeck
2. Efecto Peltier
3. Calor de Thomson.
EL CALOR DE THOMSON
Cuando fluye una corriente a través de un conductor homogéneo de sección
transversal constante donde se ha establecido un gradiente de temperatura,
para mantener invariable la distribución de temperatura hay que entregar o
extraer calor del conductor.
EFECTO SEEBECK
Ocurre cuando dos metales distintos a
temperaturas diferentes se ponen en
contacto formando una unión
bimetálica, entre ambos lados de la
unión se genera una fuerza
electromotriz.
E F E C TO P E LT I E R
Al hacer circular una corriente a través de
una unión bimetálica, para mantener
constante la temperatura de la unión
hay que entregar o extraer calor,
según sea el sentido de circulación.
Este fenómeno tiene aplicación práctica
Para 1822 sus resultados experimentales
en dispositivos de refrigeración
fueron publicados bajo el
pequeños, teniendo la ventaja de no
título Polarización magnética de metales
tener partes móviles que se
y Ores por diferencia de temperatura.,
desgasten.
MATERIALES TERMOELÉCTRICOS
El proceso de termoelectricidad sólo ocurre en
ciertos materiales, especialmente en los
semiconductores .
El problema fundamental : ser muy buenos
transmitiendo la electricidad, pero no el calor.
Solución: la incorporación de nanopartículas o
nanocables en una matriz de otro material.
Estas estructuras nanométricas interfieren con el
flujo de calor pero permiten a la electricidad fluir
libremente.
APLICACIONES
La tecnología termoeléctrica actual sólo se usa en campos muy especializados, como
la refrigeración de estado sólido.
 Enfriamiento de asientos de automóviles en climas cálidos.
 Las botas que emplean la termoelectricidad generada por el calor de los pies
para cargar el teléfono móvil.
CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
Los motores de combustión interna actuales sólo aprovechan un 25% de la energía
liberada en la combustión.
Las células fotovoltaicas tienen un rendimiento máximo de un 15%.
Las nuevas células fotovoltaicas híbridas permiten generar energía eléctrica y térmica
simultáneamente.
Los dispositivos electrónicos también aprovechar el calor irradiado en
termoelectricidad.
GENERACIÓN DE ENERGÍA
Generación de energía eléctrica a partir de alguna fuente térmica.
termopila.
En este dispositivo, uno de los lados de la termopila, el cual contiene las
junturas calientes es pintado de negro, de forma tal que absorba la mayor
cantidad posible de radiación incidente.
Las junturas frías, por su parte, son colocadas en un extremo espejado, de forma tal
de reflejar la radiación incidente.
La diferencia de temperaturas inducida por la luz incidente es entonces transformada
en un voltaje útil.
Otro arreglo de termopares, denominado Generador Termoeléctrico de
Radioisótopos, hace uso del calor de decaimiento de materiales radioactivos
para la generación de la diferencia de temperaturas.
La conversión del calor desechado de los reactores nucleares, en el enfriamiento de
los productos obtenidos de los altos hornos o en la extracción de crudo de las
plataformas petrolíferas.
Se ha desarrollado un dispositivo híbrido capaz de generar electricidad utilizando dos
fuentes de energía natural simultáneamente: luz y calor.