Generación de energía eléctrica a partir de fuentes térmicas radiativas de temperatura moderada

Área de la Ciencia:

• Conversión de energía
• Ciencias de los materiales
• Física de los semiconductores

Sus antecedentes:

• Las fuentes térmicas de temperatura moderada (100 ° 400 ° C) generan calor residual como subproducto de varios procesos industriales y computacionales.
• La recolección eficiente de este calor residual radiado sigue siendo un desafío importante en la recuperación de energía.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar la conversión de la radiación térmica en energía eléctrica.
• Investigar un nuevo diodo túnel de metal-óxido-silicio (CMOS) acoplado a rejilla bipolar para esta aplicación.

Principales métodos:

• Utilizó un diodo de túnel CMOS acoplado a rejilla bipolar.
• Empleó un mecanismo de bombeo de carga de túneles asistido por fotones en dos pasos.
• Probado experimentalmente con fuentes térmicas de cuerpo negro de banda ancha.

Principales resultados:

• Se logra la generación de energía eléctrica a partir de la radiación térmica.
• Se han demostrado densidades de potencia convertidas de 27 a 61 microwatts por centímetro cuadrado.
• Generación de energía observada a partir de fuentes térmicas entre 250°C y 400°C.

Conclusiones:

• El diodo túnel CMOS desarrollado permite la conversión escalable y eficiente del calor residual irradiado en energía eléctrica.
• Esta tecnología puede reducir el consumo total de energía.
• Las aplicaciones potenciales incluyen la alimentación electrónica y los sensores que utilizan el calor residual.