Reutilizando la energía residual con gas de electrones 2-D

Más del 60% de la energía producida por los combustibles fósiles se pierde en forma de calor. La conversión de energía termoeléctrica ha atraído mucha atención como una forma de convertir el calor residual de las plantas de energía, fábricas y automóviles en electricidad. Sin embargo, las tecnologías disponibles actualmente necesitan mejoras para ser viables a escala industrial.
Investigadores de la Universidad de Hokkaido en Japón han propuesto el uso de electrones de alta movilidad generados en una interfaz semiconductora denominada gas de electrones 2D (2-D electron gas, 2DEG), que puede mejorar la capacidad de los materiales termoeléctricos para convertir la energía térmica en electricidad.
Los investigadores hicieron un transistor en el 2DEG en la interfaz entre dos materiales semiconductores, nitruro de galio de aluminio y nitruro de galio. Cuando se aplicó un campo eléctrico, las concentraciones de 2DEG podrían modularse sin reducir su alta movilidad. El "factor de potencia" de 2DEG, que es una medida de su potencia eléctrica, es de dos a seis veces mayor que la mayoría de los materiales termoeléctricos de última generación.
La conversión eficiente de energía termoeléctrica requiere materiales con alta conductividad eléctrica, baja conductividad térmica y una gran termopotencia que produce alto voltaje en respuesta a la diferencia de temperaturas en todo el material.
Las técnicas actuales de nanoestructuración han logrado reducir significativamente la conductividad térmica de estos materiales, mejorando así su rendimiento. También es necesario un factor de potencia alto para una generación de energía eficiente, pero su mejora ha sido limitada porque necesita simultáneamente aumentar la termopotencia de un material y su conductividad eléctrica, lo cual es difícil. La conductividad eléctrica se ha mantenido baja debido a las impurezas ionizadas en el material que suprime la movilidad de los electrones.

Hokkaido University. (2017, November 20). Reusing waste energy with 2-D electron gas. ScienceDaily. 

www.sciencedaily.com/releases/2017/11/171120101310.htm