Bomba de calor no pulso: chip converte calor em eletricidade para IoT e sensores

Especialmente com sensores pequenos para uso doméstico, até mesmo uma célula-botão às vezes dura um ano. No entanto, elas ainda precisam ser substituídas em algum momento. Isso se aplica a muitos dispositivos inteligentes, todos eles dependentes de uma fonte de alimentação.

O senhor precisa instalar cabos ou contar com baterias ou pilhas recarregáveis, às vezes combinadas com células solares. O esforço envolvido é grande, e a viabilidade econômica é amplamente questionável.

É aí que entra uma equipe de pesquisadores da Universidade de Utah. Mesmo sem luz solar, sem cabos e sem troca de baterias, uma fonte de alimentação permanente deve ser garantida.

E na "célula piroeletroquímica" (PEC), isso vem da temperatura ambiente. Mais precisamente, de sua flutuação. Nanopartículas contendo titânio e bário são incorporadas em um tecido sintético poroso.

Além disso, há os componentes clássicos de uma bateria. À medida que a temperatura aumenta ou diminui, as propriedades elétricas do sistema mudam, de modo que uma tensão é gerada pela mudança no potencial. Um capacitor ou uma bateria recarregável convencional pode usar isso para armazenar eletricidade, que, por sua vez, energiza o dispositivo inteligente.

Os PECs desenvolvidos no laboratório podem extrair 100 microjoules de uma área de um centímetro quadrado ao aquecê-la ou resfriá-la uma vez. Convertido, isso seria 0,001 watt-hora.

Em outras palavras: onde, por exemplo, as grandes células de botão redondas, como as deste sensor de contato Zigbee, funcionam entre seis meses e um ano, essa célula de energia, que reconhecidamente ainda é experimental, já poderia ser usada. Ela tem o tamanho certo e fornece energia suficiente. Os relógios de pulso clássicos ou o sensor de temperatura externa também seriam outros exemplos.

Assim como uma bomba de calor ou um refrigerador usa eletricidade e trabalho técnico para extrair e transferir calor em um ponto, o PEC gera eletricidade a partir da mudança da temperatura ambiente. Entretanto, esse é um processo puramente eletroquímico e não mecânico - portanto, não é uma bomba de calor, mas sim uma bateria de calor.