O desenvolvimento de um novo material chamado “ímã permanente termelétrico” promete revolucionar a forma como captamos e gerimos energia térmica em sistemas magnetizados. Este avanço notável é fruto de uma colaboração entre o National Institute for Materials Science (NIMS), a Universidade de Tóquio (UTokyo) e a Universidade de Nagoya. Este material alcançou uma densidade de potência inédita na conversão termelétrica transversal, tornando-se uma tecnologia promissora para a colheita de energia térmica em várias aplicações, desde motores até eletrônicos.
Avanços na Conversão Termelétrica Transversal
A tecnologia por trás do ímã permanente termelétrico explora conceitos recentes da conversão termelétrica transversal, que utiliza o efeito Nernst entre outros. Esta abordagem tem a capacidade de gerar eletricidade a partir de gradientes térmicos de maneiras que são muitas vezes mais simples e robustas do que as técnicas tradicionais que se baseiam no efeito Seebeck. O resultado é uma densidade de potência recorde de 56,7 mW/cm², estabelecida em torno da temperatura ambiente. Comparações diretas mostraram que a performance do módulo termopilha, com até 204 mW criados sob uma diferença de temperatura de 152 K, supera tanto soluções transversais quanto longitudinais tradicionais no mercado.
Stakeholders e Impactos no Mercado
Os stakeholders principais deste projeto incluem não apenas as instituições acadêmicas e de pesquisa envolvidas, mas também a Japan Science and Technology Agency (JST) e a ampla comunidade científica e setores industriais que utilizam ímãs permanentes. O impacto dessa inovação pode ser profundo, permitindo a integração de módulos de captação termelétrica diretamente em motores e outros dispositivos eletrônicos, impulsionando significativamente os setores de motores elétricos, eletrônica embarcada e também contribuindo para o crescimento da Internet das Coisas (IoT).
Metodologias e Tecnologias Inovadoras
Este avanço foi possível graças a uma mistura de técnicas de ponta, incluindo modulação de termopilha com ímãs permanentes multifuncionais e uso de lock-in thermography (LIT) para reduzir a resistência térmica interfacial. Os pesquisadores conseguiram, assim, otimizar a dissipação térmica e a transferência elétrica dos módulos, posicionando a tecnologia muito à frente de seus concorrentes, como os módulos baseados em materiais Bi/Cu e Ni/BST.
Impactos Econômicos, Sociais e Ambientais
A introdução do ímã permanente termelétrico no mercado pode resultar em uma significativa redução de custos operacionais para sistemas autossustentáveis de sensores e equipamentos industriais. Isso, por sua vez, diminui a necessidade de manutenção e prolonga a vida útil das baterias. No âmbito social, a capacidade de integrar esta tecnologia em dispositivos médicos portáteis e infraestrutura remota pode ser revolucionária. Ambientalmente, a tecnologia promete valorizar o desperdício térmico e contribuir para a redução da pegada de carbono dos sistemas industriais.
Desafios e Oportunidades Futuras
Entre os desafios a serem superados estão a escalabilidade da produção dos magnetos multifuncionais e a necessidade de validação de sua robustez em ambientes industriais adversos. Contudo, as oportunidades são vastas, com a possibilidade de integração direta em motores elétricos, veículos e máquinas industriais. A exploração de soluções para sensores autossuficientes em cidades inteligentes representa uma fronteira promissora para a engenharia moderna.
Reflexão do Time do Blog da Engenharia
- A capacidade de transformar o desperdício térmico em recursos energéticos representa um avanço significativo na busca por eficiência.
- Este material inovador pode definir novos padrões industriais e acadêmicos em eletrônica e captura de energia.
- Desafiar a eficiência tradicional do efeito Seebeck reforça o potencial de inovação contínua em materiais multifuncionais.
Via: https://techxplore.com/news/2025-06-thermoelectric-permanent-magnet-power-density.html
