DigitalizaçãoInternet das Coisas sensores e dispositivos auto-alimentados agora possíveis com novo material
Resumo
Um material com propriedades termoelétricas foi inventado por pesquisadores do Instituto de Física do Estado Sólido da Universidade de Tecnologia de Viena. O material converte calor incidental em eletricidade para gerar energia suficiente para alimentar dispositivos. Isto é mais do que suficiente para sensores e outros pequenos dispositivos eletrônicos que estão crescendo em número no mundo da Internet das Coisas. Se for amplamente adotado, ele representará um avanço significativo na alimentação de dispositivos baseados na Internet sem exigir o aumento colateral da capacidade de geração de energia à medida que o mundo das telecomunicações implantar redes 5G. Pode mitigar drasticamente o aumento da capacidade energética, o que tem implicações nas emissões de gases de efeito estufa provenientes de fontes fósseis.
usinas emissoras de combustíveis fósseis, e as mudanças climáticas. A Universidade registrou duas patentes e está trabalhando com o parceiro AVL Graz, o Instituto Nacional de Ciência de Materiais do Japão e a Academia Chinesa de Ciências para comercializar a descoberta. caso seja amplamente adotada, a descoberta poderá representar um avanço tão significativo na Internet - relacionado com a Internet.
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Internet das Coisas sensores e dispositivos auto-alimentados agora possíveis com novo material
Um material com propriedades termoeléctricas foi inventado por investigadores do Instituto de Física do Estado Sólido, Universidade de Tecnologia de Viena. Combinando camadas finas de ferro, vanádio, tungsténio e alumínio e aplicando-as a um cristal de silício, o material converte calor acidental em electricidade para gerar energia suficiente para alimentar dispositivos. A quantidade de electricidade gerada não é muito, mas é mais do que suficiente para sensores e outros pequenos dispositivos electrónicos que estão a crescer em número no mundo da Internet das Coisas (IoT).
O fluxo termoeléctrico torna este material diferente
Três características do material e alguma física básica tornam possíveis as suas capacidades de geração de energia. As treliças finas de materiais metálicos combinados quando aplicadas ao silício alteram o posicionamento dos átomos dentro da estrutura global.
Quando as treliças são colocadas pela primeira vez, cada um dos componentes metálicos é uniforme na estrutura, ou seja, os átomos de ferro sentam-se uns ao lado dos outros. Mas, em combinação com o silício, os átomos de ferro cruzam-se subitamente com os átomos de vanádio, alumínio e tungsténio de forma aleatória, criando uma disposição atómica irregular que altera as suas propriedades electrónicas. Isto permite que a baixa resistência eléctrica criada por uma fonte de calor externa viaje de uma parte da estrutura cristalina para áreas de temperatura mais baixa.
Num recente comunicado de imprensa da Universidade, o Professor ErnstBauer, que dirige o Laboratório de Física do Estado Sólido, afirma,"A carga eléctrica move-se através do material de uma forma especial, de modo a ficar protegida de processos de dispersão. As porções de carga que percorrem o material são referidas como Weyl Fermions".
Se não estiver familiarizado com Weyl Fermions como eu estava, eles foram descobertos pela primeira vez em 2015 e são quasipartículas sem massa encontradas em materiais especiais que se movimentam através deles. Isto cria um fluxo termoeléctrico.
O Efeito Seebeck Produz a Electricidade
Os materiais termoeléctricos têm uma capacidade única de converter calor em electricidade. Chamado efeito Seebeck, acontece quando um material tem um gradiente de temperatura entre os seus dois pontos terminais. A energia gerada tende a ser tão pequena e, na maioria das vezes, ignoramo-la. Mas este novo material cria um efeito termoeléctrico 2,5 vezes ou mais do que qualquer material termoeléctrico criado até à data. Ao mesmo tempo, o material transfere o fluxo termoeléctrico sem transferir o calor. Isto torna-o ideal para a electrónica a funcionar sem bateria ou fio ligado.
Electricidade para a IOT
O número crescente de dispositivos electrónicos no mundo da Internet de alta velocidade (que se espera estar nos triliões dentro de uma década ou duas) significa que as necessidades de energia podem crescer exponencialmente. A descoberta da Universidade de Viena poderá mitigar drasticamente o aumento da capacidade energética que tem implicações nas emissões de gases com efeito de estufa das centrais eléctricas que emitem combustíveis fósseis, e nas alterações climáticas.
Os sensores e outros componentes electrónicos com um pequeno e eficiente elemento termoeléctrico ligado a eles poderiam utilizar fontes de calor residual para desencadear o efeito termoeléctrico.
A Universidade depositou duas patentes e está a trabalhar com o parceiro AVL Graz, o Instituto Nacional de Ciência de Materiais do Japão, e a Academia Chinesa de Ciências para comercializar a descoberta. Caso venha a ser amplamente adoptada, representará um avanço significativo na energização de dispositivos baseados na Internet sem exigir o aumento colateral da capacidade de produção de energia, à medida que o mundo das telecomunicações for implementando redes 5G.
Autor: Len Rosen
Crédito de imagem: Relatórios GE
Este artigo foi originalmente publicado em 21centech
