Imagine ter um sistema de energia em sua casa que, como os painéis solares, aproveita a energia do sol, mas sem ter que recorrer a técnicos especializados, sem gastos enormes, que só têm retorno ao fim de 10 anos ou mais, e que pode ser feito por nós próprios de uma forma simples. Esta é a promessa da termoeletricidade.

Investigadores sul-coreanos do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST), desenvolveram uma tinta termoelétrica que capta o calor desperdiçado das superfícies pintadas e converte-o em eletricidade.

A pintura de uma habitação está a tornar-se bastante diferente daquilo que costumava ser e a prova disso mesmo é a existência de uma tinta fotovoltaica, que pode ser usada para desenvolver “células solares pintadas”, isto é, que capturam a energia do Sol e transformam-na em eletricidade.

Agora, investigadores sul-coreanos quiseram dar mais um passo em frente e desenvolveram a tinta termoelétrica, que capta o calor desperdiçado das superfícies pintadas e converte-o em eletricidade.

“Espero que a técnica de pintura termoelétrica possa ser aplicada à recuperação do calor residual em grandes superfícies que sejam fontes de calor, como prédios, carros e navios”, diz Jae Sung Son, co-autor do estudo e investigador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST), na Coreia do Sul.

“Por exemplo, a temperatura do telhado de um edifício e paredes aumenta para mais de 50°C no verão”, explica. “Se aplicarmos uma tinta termoelétrica nestas paredes e telhados, podemos converter grandes quantidades do calor residual em eletricidade“.

Este tipo de tinta é muito diferente dos materiais termoeléctricos convencionais, uma vez que estes são normalmente fabricados como chips planos e rígidos e são depois anexados a objetos de forma irregular que emitem calor residual, como motores, refrigeradores, etc.. O que acontece é que o contacto entre estas superfícies curvas, e os geradores termoeléctricos planos, é incompleto, resultando em perdas de calor inevitáveis, o que diminui a sua eficácia e o benefício que daí poderia ser obtido.

Neste novo estudo, os investigadores da UNIST, do Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KIST) e do Instituto de Pesquisa de Eletrotécnica da Coreia, demonstraram que a pintura termoelétrica adere facilmente a praticamente qualquer tipo de superfície.

A tinta contém partículas termoelétricas de telureto de bismuto (Bi2Te3), que são geralmente usadas nos dispositivos termoeléctricos tradicionais.

Os investigadores também adicionaram auxiliares de sintetização molecular que, ao serem aquecidos, provocam a coalescência das partículas termoelétricas, aumentando a densidade dessas partículas na pintura, juntamente com sua eficiência de conversão de energia.

Os investigadores demonstraram que a tinta termoelétrica pode ser pintada numa enorme variedade de superfícies curvas, emissoras de calor.

Os ensaios mostraram que os dispositivos pintados com a tinta termoelétrica, exibem uma alta densidade da potência de saída (4 mW/cm2 para dispositivos do tipo “in-plane” e 26,3 mW/cm2 para dispositivos do tipo “throughplane”). Esses valores são competitivos com os materiais termoeléctricos habituais.

Além das aplicações termoelétricas tradicionais, a equipa de investigação espera que esta tinta possa vir a ser usada também, por exemplo, em materiais eletrónicos impressos em 3D.