Las termocélulas impulsadas por la transición de fase de las nanopartículas de hidrogel

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Conversión de energía

Sus antecedentes:

• La conversión termoeléctrica es vital para la Internet de las Cosas (IoT) y una sociedad libre de carbono.
• Las fuentes de calor de baja temperatura son abundantes pero difíciles de utilizar de manera eficiente.
• Las termocélulas ofrecen un enfoque flexible y de bajo costo para la conversión termoeléctrica, pero requieren mejoras de eficiencia.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una conversión termoeléctrica altamente eficiente utilizando nanopartículas de hidrogel.
• Explorar el potencial de las transiciones de fase de volumen de hidrogel para la recolección de energía.
• Crear una fuente de energía sostenible, no tóxica y barata.

Principales métodos:

• Utilizando la transición de fase de volumen impulsada por entropía (VPT) de las nanopartículas de poli (N-isopropilacrilamida).
• Generando gradientes de pH a través de VPT alrededor de las temperaturas fisiológicas.
• Utilizando reacciones de transferencia de electrones acoplados a protones (PCET) de quinhidrón en electrodos.

Principales resultados:

• Se obtienen gradientes de pH de hasta 0,049 y -0,053 pH K-1.
• Se obtienen altos coeficientes de Seebeck (S) de -6,7 y +6,1 mV K-1.
• Se ha demostrado una conversión termoeléctrica eficiente impulsada por transiciones de fase en hidrogel.

Conclusiones:

• Las nanopartículas de hidrogel VPT pueden conducir una conversión termoeléctrica eficiente.
• Estas células térmicas proporcionan un método flexible, no tóxico y barato para obtener energía libre de carbono.
• Las aplicaciones potenciales incluyen dispositivos de carga que utilizan calor solar, corporal o residual.