Energia

Material eletrocalórico tira calor de chips

Redação do Site Inovação Tecnológica -  18/04/2016

O efeito de resfriamento e aquecimento é gerado quando o material eletrocalórico - que é isolante - se rearranja internamente pela ação de um campo elétrico. [Imagem: X. Qian and Q.M.Zhang/PSU]

Refrigeração de estado sólido

Ligue um interruptor e a eletricidade entrará em um material eletrocalórico que irá liberar calor para os seus arredores conforme seus dipolos internos se reorganizam.

Faça o mesmo usando um material eletrocalórico negativo e ele vai começar a absorver o calor, resfriando o ambiente.

Embora estes materiais venham sendo investigados há algum tempo para o controle de microclimas - ambiente de dimensões reduzidas -, havia uma séria deficiência: o campo elétrico precisa permanecer ativo, o que consome energia e acaba por aquecer o material, que perde eficiência.

Agora, pesquisadores da Universidade Estadual da Pensilvânia, nos EUA, desenvolveram uma mistura inédita de polímeros ferroelétricos para gerar um material eletrocalórico capaz de manter o calor absorvido mesmo depois de a energia ser desligada, permitindo sua utilização em uma variedade de sistemas de pequena escala.

Material eletrocalórico anômalo

Em um material eletrocalórico típico, aquecimento e arrefecimento são gerados apenas quando o campo está se alterando em resposta a um pulso elétrico completo. A quantidade de aquecimento é ligeiramente maior do que a quantidade de arrefecimento, com a diferença entre os dois efeitos dependendo da eficiência do material.

No novo "material eletrocalórico anômalo", a refrigeração é produzida quando o campo elétrico é ligado, mas sem um aquecimento posterior quando o campo é desligado - a não ser a pequena quantidade de aquecimento gerado no material dielétrico pela própria passagem do campo elétrico.

"A vantagem do material eletrocalórico é que a sua eficiência é muito elevada em comparação com outros refrigeradores de estado sólido, tais como orefrigerador termoelétrico," disse Xiaoshi Qian, desenvolvedor do novo material.

De acordo com Qian, o material poderá ser incorporado a chips ou biochips, seja para retirada de calor, seja para resfriamento a partir da temperatura ambiente.

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Bibliografia:

Anomalous negative eletrocalórico effect in a relaxor/normal ferroelectric polymer blend with controlled nano- and meso-dipolar couplings
Xiaoshi Qian, Tiannan Yang, Tian Zhang, Long-Qing Chen, Q. M. Zhang
Applied Physics Letters
Vol.: 108, 142902
DOI: 10.1063/1.4944776